JP6137148B2 - Motor generator device - Google Patents
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Description
本発明は、車両用エンジンのクランクシャフトに駆動連結されるモータジェネレータ装置に関する。 The present invention relates to a motor generator device that is drivingly connected to a crankshaft of a vehicle engine.
従来から、エンジン自動車には、エンジンの動力によって発電を行ってバッテリを充電するオルタネータが搭載されるが、近年、該オルタネータに代えて、より高出力での発電が可能なモータジェネレータが搭載されることがある。該モータジェネレータは、エンジンルーム内においてエンジンの近傍に配設され、モータジェネレータの軸とエンジンのクランクシャフトは、プーリとベルト等からなる巻掛け伝動機構を介して駆動連結される。 Conventionally, an engine vehicle is equipped with an alternator that generates power by the power of the engine and charges the battery. In recent years, instead of the alternator, a motor generator capable of generating power at a higher output is installed. Sometimes. The motor generator is disposed in the vicinity of the engine in the engine room, and the shaft of the motor generator and the crankshaft of the engine are drivingly connected via a winding transmission mechanism including a pulley and a belt.
この種のモータジェネレータは、例えばアイドルストップ状態からエンジンが再始動されるときなどに電動機として駆動されることで、クランクシャフトを回転させてエンジンを始動させることができる。また、エンジン駆動中においてモータジェネレータの駆動が停止されているときには、クランクシャフトと共にモータジェネレータのロータが回転することで、モータジェネレータによる発電が行われる。特に、車両減速時には、モータジェネレータの発電によって、車輪側からクランクシャフトを介してモータジェネレータに伝達された運動エネルギを電気エネルギに変換するエネルギ回生が行われる。さらに、車両の発進時や加速時にモータジェネレータが駆動されることでクランクシャフトにトルクが伝達され、これにより車輪側に伝えるトルクを増大させるトルクアシストを行うこともできる。 This type of motor generator can be driven as an electric motor when the engine is restarted from an idle stop state, for example, so that the engine can be started by rotating the crankshaft. Further, when the drive of the motor generator is stopped while the engine is being driven, the motor generator generates power by rotating the rotor of the motor generator together with the crankshaft. In particular, when the vehicle decelerates, energy regeneration is performed by converting the kinetic energy transmitted from the wheel side to the motor generator through the crankshaft into electric energy by power generation of the motor generator. Furthermore, torque assist can be performed to increase torque transmitted to the wheel side by driving the motor generator when the vehicle is started or accelerated, thereby transmitting torque to the crankshaft.
このようなモータジェネレータの出力側には、エンジン側に伝えるトルクを増大させるために、モータジェネレータの出力回転を減速させる減速機が設けられることがある。しかし、この場合、回生時において、クランクシャフトの回転が減速機によって増速されてモータジェネレータに伝達されると、モータジェネレータの過回転を招く恐れがある。 In order to increase the torque transmitted to the engine side, a reduction gear that decelerates the output rotation of the motor generator may be provided on the output side of such a motor generator. However, in this case, when the rotation of the crankshaft is accelerated by the speed reducer and transmitted to the motor generator during regeneration, there is a possibility that the motor generator will over-rotate.
この問題に関して、特許文献1には、上述したようなモータジェネレータと減速機とがユニット化されたモータジェネレータ装置において、エンジン始動時にはモータジェネレータの出力回転を減速機によって減速し、回生時には、クランクシャフトの回転が等速でモータジェネレータに伝達されるようにした技術が開示されている。
With respect to this problem,
図5に示すように、特許文献1のモータジェネレータ装置510は、モータジェネレータ512、モータジェネレータ512のロータ516を支持するロータ軸514、ベルト507を介してエンジンのクランクシャフトに駆動連結されたプーリ506を支持するプーリ軸540、及び、ロータ軸514とプーリ軸540とを連結するように設けられた減速機としてのプラネタリギヤ機構530を備えている。
As shown in FIG. 5, a
プラネタリギヤ機構530のサンギヤ531はロータ軸514に直結されており、キャリヤ535はプーリ軸540に直結されている。また、ロータ軸514とプラネタリギヤ機構530のキャリヤ535との間、及び、プラネタリギヤ機構530のリングギヤ532とケース580との間には、それぞれ油圧式多板クラッチ又はワンウェイクラッチからなる第1、第2クラッチ551,552が設けられている。
The
このモータジェネレータ装置510では、モータジェネレータ512からクランクシャフトへ動力伝達するエンジン始動時またはトルクアシスト実行時は、第2クラッチ552が締結又はロックされ、第1クラッチ551が解放又はフリーとされることで、プラネタリギヤ機構530のリングギヤ532が固定され、モータジェネレータ512からサンギヤ531に入力された回転は、減速されてキャリヤ535からエンジン側へ出力される。
In the
一方、クランクシャフトからモータジェネレータ512へ動力伝達される回生時は、第1クラッチ551が締結又はロックされ、第2クラッチ552が解放又はフリーとされることで、プーリ軸540とロータ軸514とが直結されるとともに、プラネタリギヤ機構530のサンギヤ531、キャリヤ535及びリングギヤ532が一体回転する。これにより、クランクシャフトの回転が等速でモータジェネレータ512に伝達されるため、回生時におけるモータジェネレータの過回転が抑制される。
On the other hand, at the time of regeneration in which power is transmitted from the crankshaft to the
しかしながら、図5に示す従来例では、クランクシャフトの回転がモータジェネレータ512に伝達されるときにプーリ軸540とロータ軸514とを直結する第1クラッチ551が、プラネタリギヤ機構530から軸方向にずらして配設されていることにより、モータジェネレータ装置510が軸方向に大型化し、エンジンルームのレイアウト自由度が低下する問題がある。
However, in the conventional example shown in FIG. 5, the
そこで、本発明は、モータジェネレータの出力回転を減速してエンジンのクランクシャフトに伝達可能なモータジェネレータ装置のコンパクト化を図り、該モータジェネレータ装置のエンジンルームへの搭載性を向上させることを課題とする。 Accordingly, an object of the present invention is to downsize the motor generator device that can reduce the output rotation of the motor generator and transmit it to the crankshaft of the engine, and to improve the mountability of the motor generator device in the engine room. To do.
前記課題を解決するため、本発明に係るモータジェネレータ装置は、次のように構成したことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a motor generator device according to the present invention is configured as follows.
まず、本願の請求項1に記載の発明は、
モータジェネレータに連絡される第1軸と、エンジンのクランクシャフトに連絡される第2軸と、前記第1軸と前記第2軸との間に設けられたプラネタリギヤ機構とを備えたモータジェネレータ装置であって、
前記第1軸と前記第2軸とを直結可能な所定のワンウェイクラッチと、該所定のワンウェイクラッチ以外の他のワンウェイクラッチと、前記プラネタリギヤ機構を収容するケースと、前記第2軸と前記ケースとの間に介装された軸受とを備え、
前記プラネタリギヤ機構のサンギヤの径方向内側に、前記所定のワンウェイクラッチが配設され、
前記他のワンウェイクラッチは、前記軸受の径方向外側に配設されていることを特徴とする。
First, the invention according to
A motor generator device comprising a first shaft connected to a motor generator, a second shaft connected to an engine crankshaft, and a planetary gear mechanism provided between the first shaft and the second shaft. There,
A predetermined one-way clutch capable of directly connecting the first shaft and the second shaft; a one-way clutch other than the predetermined one-way clutch; a case housing the planetary gear mechanism; the second shaft and the case; And a bearing interposed between
Radially inside the sun gear of the planetary gear mechanism, wherein the predetermined one-way clutch is arranged,
The other one-way clutch is disposed on a radially outer side of the bearing .
また、請求項2に記載の発明は、前記請求項1に記載の発明において、
前記所定のワンウェイクラッチは、前記第1軸から前記第2軸への動力伝達時にフリーとされ、前記第2軸から前記第1軸への動力伝達時にロックされるものであることを特徴とする。
The invention according to
The predetermined one-way clutch is free when power is transmitted from the first shaft to the second shaft, and is locked when power is transmitted from the second shaft to the first shaft. .
さらに、請求項3に記載の発明は、前記請求項1又は請求項2に記載の発明において、
前記第2軸の一端に、前記第1軸の外側に嵌合する嵌合部が設けられ、
前記所定のワンウェイクラッチは、前記嵌合部の径方向外側に配設されていることを特徴とする。
Further, the invention according to claim 3 is the invention according to
At one end of the second shaft, a fitting portion that fits outside the first shaft is provided,
The predetermined one-way clutch is characterized in that it is arranged in the radially outer side of the fitting portion.
まず、請求項1に記載の発明によれば、モータジェネレータに連絡される第1軸とエンジンのクランクシャフトに連絡される第2軸とを直結可能なワンウェイクラッチが、プラネタリギヤ機構のサンギヤの径方向内側に配設されることで、同様の機能を果たすワンウェイクラッチがプラネタリギヤ機構から軸方向にずらして配設される従来のレイアウトに比べて、プラネタリギヤ機構とワンウェイクラッチとを軸方向にコンパクトに配置することができる。そのため、該プラネタリギヤ機構とワンウェイクラッチを有するモータジェネレータ装置の小型化を図ることができ、これにより、エンジンルームへのモータジェネレータ装置の搭載性が向上する。また、第2軸を支持する軸受の外側の空間を利用して他のワンウェイクラッチが配設されるため、該ワンウェイクラッチを設けることによるモータジェネレータ装置の軸方向寸法の増大を抑制できる。 According to the first aspect of the present invention, the one-way clutch capable of directly connecting the first shaft connected to the motor generator and the second shaft connected to the crankshaft of the engine is the radial direction of the sun gear of the planetary gear mechanism. The planetary gear mechanism and the one-way clutch are arranged more compactly in the axial direction than the conventional layout in which the one-way clutch that performs the same function is arranged in the axial direction by being arranged on the inside. be able to. Therefore, it is possible to reduce the size of the motor generator device having the planetary gear mechanism and the one-way clutch, thereby improving the mountability of the motor generator device in the engine room. Further, since the other one-way clutch is disposed using the space outside the bearing that supports the second shaft, an increase in the axial dimension of the motor generator device due to the provision of the one-way clutch can be suppressed.
また、請求項2に記載の発明によれば、エンジン側からモータジェネレータ側への動力伝達時に前記ワンウェイクラッチがロックされることで、第1軸と第2軸とが直結される。このとき、エンジン側の動力は、プラネタリギヤ機構によって減速されることなく第2軸から直接ワンウェイクラッチに伝達されるため、ワンウェイクラッチに入力されるトルクは比較的小さくなる。そのため、該ワンウェイクラッチのトルク容量は小さくて済み、小型のワンウェイクラッチを用いることで、より効果的なモータジェネレータ装置のコンパクト化を図ることができる。 According to the second aspect of the present invention, the first shaft and the second shaft are directly connected by locking the one-way clutch when power is transmitted from the engine side to the motor generator side. At this time, the engine-side power is transmitted directly from the second shaft to the one-way clutch without being decelerated by the planetary gear mechanism, so that the torque input to the one-way clutch becomes relatively small. Therefore, the torque capacity of the one-way clutch may be small, and a more effective motor generator device can be made more compact by using a small one-way clutch.
さらに、請求項3に記載の発明によれば、第2軸の一端に設けられた嵌合部を第1軸の外側に嵌合することで、これら第1、第2軸のセンタリングを果たしつつ、この嵌合部の径方向外側の空間を利用して前記ワンウェイクラッチが配設されることで、第1軸、第2軸及びワンウェイクラッチが軸方向にオーバラップするレイアウトを実現できる。これにより、軸方向におけるモータジェネレータ装置の更なるコンパクト化を図ることができる。 Furthermore, according to the third aspect of the present invention, the fitting portion provided at one end of the second shaft is fitted to the outside of the first shaft, thereby performing centering of the first and second shafts. by the one-way clutch by utilizing the space in the radial direction outer side of the fitting portion is disposed, it is possible to realize a layout in which the first shaft, the second shaft and the one-way clutch overlaps axially. Thereby, the motor generator device in the axial direction can be further downsized.
また、モータジェネレータの出力がプラネタリギヤ機構によって減速されてクランクシャフト側へ伝達される場合、プラネタリギヤ機構による減速によって増大されたトルクが入力される第2軸に比べて、そのように増大されたトルクが入力されない第1軸は小径化を図りやすい。そのため、該第1軸の外側に嵌合される嵌合部も小径化しやすくなり、これにより、径方向におけるモータジェネレータ装置のコンパクト化を図ることができる。 Further, when the output of the motor generator is decelerated by the planetary gear mechanism and transmitted to the crankshaft side, the increased torque as compared with the second shaft to which the torque increased by the deceleration by the planetary gear mechanism is input. The first axis that is not input is likely to be reduced in diameter. Therefore, the diameter of the fitting portion that is fitted to the outside of the first shaft can be easily reduced, and thus the motor generator device in the radial direction can be made compact.
以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[第1実施形態]
図1に示すように、第1実施形態に係るモータジェネレータ装置10は、車両の例えばエンジンルームにおいてエンジン1の近傍に配設されている。モータジェネレータ装置10は、巻掛け伝動機構4を介してエンジン1に駆動連結されている。
[First Embodiment]
As shown in FIG. 1, the
巻掛け伝動機構4は、エンジン1のクランクシャフト2の一端に固定されたプーリ5と、モータジェネレータ装置10に設けられたプーリ軸40の先端に固定されたプーリ6と、これらのプーリ5,6間に巻き掛けられたベルト7とを備えている。この巻掛け伝動機構4を介して、クランクシャフト2とプーリ軸40は常時連結されている。
The winding transmission mechanism 4 includes a
なお、巻掛け伝動機構4のベルト7は、上述した2つのプーリ5,6だけでなく、例えば、空調用コンプレッサ、エンジン冷却用のウォータポンプ、ブレーキ補助用のバキュームポンプ等、エンジン1及びモータジェネレータ装置10以外の補機の回転軸に設けられたプーリ(図示せず)や、ベルト7の張力を調整するためのアイドルプーリ(図示せず)にも巻き掛けられるようにしてもよい。
The
図2(a)はモータジェネレータ装置10の断面図であり、図2(b)はその骨子図である。なお、モータジェネレータ装置10は、プーリ軸40の軸心に沿った中心線を挟んで概ね対称の構造を有するため、図2(a)では、中心線を挟んだ一方の側の部分のみを図示している。
2A is a cross-sectional view of the
図2(a)に示すように、モータジェネレータ装置10は、モータジェネレータ12と、該モータジェネレータ12の出力を減速してプーリ軸40に伝達する減速機としてのプラネタリギヤ機構30とを備えている。
As shown in FIG. 2A, the
モータジェネレータ12は、プーリ軸40と同じ軸線上に配置されたロータ軸14と、ロータ軸14上に固定されたロータ16と、ロータ16の径方向外側に配設されたステータ18とを備えている。
The
ロータ軸14は、ロータ16及びステータ18を収容するモータケース20に例えば一対の軸受22,24を介して回転可能に支持されている。ロータ16は、筒状の磁性体で構成されており、一対の軸受22,24間の軸方向位置に配置されている。ステータ18は、磁性体からなるステータコアにコイルが巻回されて構成されており、モータケース20に固定されている。ロータ16は、ステータ18に電力が供給されたときに生じる磁力によって、ロータ軸14と共に回転する。ロータ軸14の一端は、モータケース20の外側に突出するようにプーリ6側に向かって延びている。
The
なお、図2(a)において、モータジェネレータ12のロータ軸14、ロータ16及びステータ18は模式的に図示されており、モータジェネレータ12のその他の部品については図示を省略している。
In FIG. 2A, the
モータジェネレータ12が電動機として駆動されるとき、モータジェネレータ12の出力は、プラネタリギヤ機構30によって減速されることでトルクが増大されて、巻掛け伝動機構4を介してクランクシャフト2に伝達される。これにより、モータジェネレータ12は、アイドルストップ中に駆動されることでエンジン1を再始動させたり、車両の発進時や加速時に駆動されることで、エンジン1から駆動輪側へ出力されるトルクを増大させるトルクアシストを行ったりすることができる。
When the
一方、エンジン1の駆動中には、クランクシャフト2の回転が巻掛け伝動機構4を介してモータジェネレータ12のロータ16に伝達されることで、該モータジェネレータ12は発電機として作動する。特に、車両減速時には、モータジェネレータ12の発電によって、駆動輪側からクランクシャフト2を介してモータジェネレータ12に伝達された運動エネルギを電気エネルギに変換するエネルギ回生を行うことができる。
On the other hand, while the
プラネタリギヤ機構30は、軸方向においてモータジェネレータ12とプーリ6との間に配置されている。プラネタリギヤ機構30は、サンギヤ31、リングギヤ32、サンギヤ31とリングギヤ32に噛み合うピニオン33、及び、ピニオン33を支持するキャリヤ35を備えている。ピニオン33は、周方向に間隔を空けて複数設けられている。
図2(b)に示すように、プラネタリギヤ機構30は、ロータ軸14とプーリ軸40との間の動力伝達経路に設けられている。
As shown in FIG. 2B, the
プラネタリギヤ機構30のサンギヤ31は、ロータ軸14に直結されており、モータジェネレータ12の出力が入力される入力要素として機能する。リングギヤ32は、プラネタリギヤ機構30を収容する減速機ケース80に固定されており、モータジェネレータ12の駆動時に反力要素として機能する。これにより、サンギヤ31に入力されたモータジェネレータ12の出力は、プラネタリギヤ機構30によって減速されて、出力要素としてのキャリヤ35から出力される。
The
また、ロータ軸14とプーリ軸40との間の動力伝達経路には、第1、第2ワンウェイクラッチ51,52が設けられている。具体的に、第1ワンウェイクラッチ51は、ロータ軸14とプーリ軸40との間に設けられており、プーリ軸40からロータ軸14への動力伝達時にのみロックされ、反対方向の動力伝達を遮断するように構成されている。第2ワンウェイクラッチ52は、キャリヤ35とプーリ軸40との間に設けられており、キャリヤ35からプーリ軸40への動力伝達時にのみロックされ、反対方向の動力伝達を遮断するように構成されている。
Further, first and second one-
以上の動力伝達経路の構成により、モータジェネレータ12が電動機として駆動されて、モータジェネレータ12側からエンジン1側への動力伝達が行われるとき、第1ワンウェイクラッチ51はフリーとなり、第2ワンウェイクラッチ52はロックされる。そのため、モータジェネレータ12の出力は、第1ワンウェイクラッチ51がフリーであることによりロータ軸14からプーリ軸40へ直接伝達されることはなく、プラネタリギヤ機構30のサンギヤ31に入力される。そして、プラネタリギヤ機構30によって減速されてキャリヤ35から出力される動力は、ロックされた第2ワンウェイクラッチ52を介してプーリ軸40に伝達され、さらに、巻掛け伝動機構4を介してエンジン1のクランクシャフト2(図1参照)に伝達される。
With the configuration of the power transmission path described above, when the
逆に、エンジン1側からモータジェネレータ12側への動力伝達によって、モータジェネレータ12が発電機として作動するとき、第1ワンウェイクラッチ51はロックされ、第2ワンウェイクラッチ52はフリーとなる。そのため、エンジン1側から巻掛け伝動機構4を介してプーリ軸40に伝達された回転は、第2ワンウェイクラッチ52がフリーであることによりプラネタリギヤ機構30のキャリヤ35に入力されることがなく、ロックされた第1ワンウェイクラッチ51を介して等速でロータ軸14に伝達される。つまり、エンジン1側からモータジェネレータ12側への動力伝達において、減速機30による増速が行われることがないため、モータジェネレータ12のロータ16の過回転を抑制しつつ、モータジェネレータ12による発電を行うことができる。
On the contrary, when the
また、モータジェネレータ装置10は、プラネタリギヤ機構30及び第1、第2ワンウェイクラッチ51,52等が以下のように配置されていることにより、全体としてコンパクトに構成されている。
Further, the
図2(a)に示すように、減速機ケース80は、モータジェネレータ12側に配置された第1ケース部材81と、プーリ6側に配置された第2ケース部材82とを備え、これら第1、第2ケース部材81,82は、例えばボルトによって互いに結合されている。また、第1ケース部材81は、例えばボルトによってモータケース20に結合されている。
As shown in FIG. 2A, the
減速機ケース80内には、モータケース20から突出したロータ軸14の先端部が入り込んでいる。また、減速機ケース80内には、プーリ軸40におけるモータジェネレータ12側部分が収容されている。プーリ軸40の反モータジェネレータ12側の端部は、減速機ケース80の外側に突出しており、該突出部分にプーリ6が取り付けられている。
The tip of the
プーリ軸40は、軸受62を介して減速機ケース80の第2ケース部材82に回転可能に支持されている。軸受62は、例えば、インナレース63とアウタレース64との間に複数のボール65が介装されたボールベアリングである。
The
プーリ軸40は、軸受62よりもモータジェネレータ12側の部分において、軸受62のインナレース63の内径よりも大径の拡径部41を備えており、該拡径部41は、インナレース63をモータジェネレータ12側から軸方向に位置決めしている。拡径部41の外周と減速機ケース80の内面との間には、これらの相対回転を許容するオイルシール72が介装されている。オイルシール72は、軸受62のモータジェネレータ12側に隣接して配置されている。
The
プーリ軸40には、拡径部41の外周からオイルシール72のモータジェネレータ12側に隣接する部分を通って径方向外側に拡がるフランジ部43と、該フランジ部43の外周端部に連なるインナレース部44とを備えている。インナレース部44は、第2ワンウェイクラッチ52のインナレースとして機能するものであり、軸受62及びオイルシール72の径方向外側に、これらと軸方向にオーバラップするように配置されている。
The
プーリ軸40のモータジェネレータ12側の端部には、筒状の嵌合部42が設けられている。嵌合部42の外径は、拡径部41よりも小径である。嵌合部42は、例えばすべり軸受(メタルブッシュ)68を介して、ロータ軸14の先端部の外側に嵌合されている。これにより、ロータ軸14とプーリ軸40がセンタリングされるとともに、一対の軸受22,24によって安定的に支持されたロータ軸14によって、プーリ軸40のモータジェネレータ12側の端部が回転可能に支持されている。これにより、巻掛け伝動機構4のベルト7の張力がかかるプーリ軸40を、ロータ軸14と軸受62とによって確実に支持できる。なお、すべり軸受68に代えて、ニードルベアリングを用いてもよい。
A cylindrical fitting portion 42 is provided at the end of the
また、モータジェネレータ12の駆動時にプラネタリギヤ機構30による減速によって増大されたトルクが入力されるプーリ軸40に比べて、そのように増大されたトルクが入力されることがないロータ軸14は小径化を図りやすい。そのため、該ロータ軸14の外側に嵌合される嵌合部42の大径化が抑制されている。
Further, the
プーリ6は、筒状の被固定部6aを備えており、該被固定部6aは、反モータジェネレータ12側からプーリ軸40の外側に嵌め込まれている。プーリ軸40の反モータジェネレータ12側の端部はねじ部45となっており、ねじ部45にはナット48が螺合されている。プーリ6の被固定部6aは、ナット48と軸受62のインナレース63との間に挟み込まれた状態でナット48が締め付けられることで、プーリ軸40に固定されている。
The
サンギヤ31は、ピニオン33に噛み合うサンギヤ本体31aと、該サンギヤ本体31aからモータジェネレータ12側へ軸方向に延びる延長部31bと、該延長部31bの先端に連なる係合部31cとを備えている。
The
サンギヤ本体31aは、プーリ軸40の嵌合部42と軸方向にオーバラップするように該嵌合部42の径方向外側に配置されている。嵌合部42とサンギヤ本体31aとの間には、第1ワンウェイクラッチ51のロック部材51aが介装されている。ロック部材51aは、周方向に間隔を空けて複数設けられており、嵌合部42は第1ワンウェイクラッチ51のインナレースとして、サンギヤ本体31aは第1ワンウェイクラッチ51のアウタレースとしてそれぞれ機能するようになっている。
The sun gear main body 31a is disposed on the radially outer side of the fitting portion 42 so as to overlap the fitting portion 42 of the
このように、第1ワンウェイクラッチ51のロック部材51aが、サンギヤ本体31aの径方向内側に軸方向にオーバラップするように配設されることで、第1ワンウェイクラッチ51がプラネタリギヤ機構30から軸方向にずらして配設される従来のようなレイアウトに比べて、プラネタリギヤ機構30と第1ワンウェイクラッチ51とを軸方向にコンパクトに配置することができる。
As described above, the
第1ワンウェイクラッチ51のロック時において、嵌合部42に対するサンギヤ本体31aの相対回転は阻止される。また、第1ワンウェイクラッチ51のロック時において、プーリ軸40側の動力は、等速で第1ワンウェイクラッチ51に伝達されるため、プラネタリギヤ機構30によって減速されたものが伝達される場合に比べて、第1ワンウェイクラッチ51に入力されるトルクは比較的小さくなる。そのため、第1ワンウェイクラッチ51のトルク容量は小さくて済み、これを構成する嵌合部42やサンギヤ本体31aの小型化が図られる。
When the first one-way clutch 51 is locked, relative rotation of the sun gear body 31a with respect to the fitting portion 42 is prevented. Further, when the first one-way clutch 51 is locked, the power on the
また、嵌合部42とサンギヤ本体31aとの間には、ロック部材51aのモータジェネレータ12側に隣接して軸受61が介装されており、第1ワンウェイクラッチ51の非ロック時において、サンギヤ本体31aは、軸受61を介して嵌合部42に回転可能に支持される。
Further, a
サンギヤ31の延長部31bは、サンギヤ本体31aのモータジェネレータ12側の端部から径方向内側へ斜めに延びている。サンギヤ31の係合部31cは、嵌合部42のモータジェネレータ12側に隣接して配置されている。係合部31cの外周と減速機ケース80の内面との間には、これらの相対回転を許容するオイルシール70が介装されている。
The
係合部31cの内周は、ロータ軸14の外周にスプライン嵌合されている。これにより、モータジェネレータ12の駆動時には、モータジェネレータ12の出力がロータ軸14から係合部31cに伝達されることで、サンギヤ31は、プラネタリギヤ機構30の入力要素として機能し得る。また、モータジェネレータ12の発電時には、第1ワンウェイクラッチ51がロックされることで、プーリ軸40の回転がサンギヤ31を介してロータ軸14に等速で伝達される。
The inner periphery of the engaging
サンギヤ本体31a、ピニオン33及びリングギヤ32は、互いに略等しい軸方向寸法を有する。リングギヤ32は、その外周が減速機ケース80の内面にスプライン嵌合されることで、減速機ケース80に回転不能に固定されており、これにより、プラネタリギヤ機構30の反力要素として機能し得る。
The sun gear main body 31a, the
キャリヤ35は、ピニオン33のモータジェネレータ12側に近接して配置された第1キャリヤプレート部35aと、ピニオン33の反モータジェネレータ12側に近接して配置された第2キャリヤプレート部35bと、第2キャリヤプレート部35bから反モータジェネレータ12側に向かって軸方向に延びるアウタレース部35cとを備えている。
The
アウタレース部35cは、第2ワンウェイクラッチ52のアウタレースとして機能するものである。アウタレース部35cの外径は、ピニオン33の外径よりも小径とされている。
The
アウタレース部35cは、インナレース部44の径方向外側に対向するように配置されており、インナレース部44とアウタレース部35cとの間には、第2ワンウェイクラッチ52のロック部材52aが介装されている。ロック部材52aは、周方向に間隔を空けて複数設けられている。これらのロック部材52aは、軸受62及びオイルシール72の径方向外側に、これらと軸方向にオーバラップするように配置されている。
The
モータジェネレータ12の駆動時には、第2ワンウェイクラッチ52がロックされることで、プラネタリギヤ機構30で減速されたモータジェネレータ12の動力が、出力要素であるキャリヤ35と一体のアウタレース部35cから、プーリ軸40と一体のインナレース部44へ伝達される。このとき、回転部材であるインナレース部44からアウタレース部35cが受ける反力は、仮に減速機ケース80等の固定部材から反力を受ける場合に比べて小さいため、第2ワンウェイクラッチ52のトルク容量は比較的小さくて済み、これを構成するインナレース部44やアウタレース部35cの小型化が図られる。
When the
また、第2ワンウェイクラッチ52がフリーとなるモータジェネレータ12の発電時は、プーリ軸40と一体のインナレース部44は比較的高速で回転し、キャリヤ35と一体のアウタレース部35cは比較的低速で回転する。このように、第2ワンウェイクラッチ52のフリー時において、インナレース部44とアウタレース部35cはいずれも回転するため、仮に一方の回転が停止して他方が回転する場合に比べて、第2ワンウェイクラッチ52の耐久性の向上が図られる。
In addition, when the
以上のように構成されたモータジェネレータ装置10によれば、ロータ軸14とプーリ軸40とのセンタリングを果たすための嵌合部42の外側、且つ、減速機として機能するプラネタリギヤ機構30のサンギヤ本体31aの内側の空間を利用して第1ワンウェイクラッチ51が配置されており、これにより、第1ワンウェイクラッチ51、ロータ軸14の先端部、及び、プーリ軸40の嵌合部42が、サンギヤ本体31aの径方向内側において、これと軸方向にオーバラップするように配置されるという特徴的なレイアウトが実現されている。これにより、軸方向においてモータジェネレータ装置10をコンパクトに構成することができる。
According to the
また、上述したように、嵌合部42の小径化や、第1ワンウェイクラッチ51の小型化が図られることで、その外側に配置されるプラネタリギヤ機構30の大径化が抑制される。そのため、径方向においてもモータジェネレータ装置10のコンパクト化が図られる。
Further, as described above, the diameter of the fitting portion 42 and the size of the first one-way clutch 51 are reduced, so that an increase in the diameter of the
さらに、上述のように、第2ワンウェイクラッチ52は、プーリ軸40の外周に設けられた軸受62及びオイルシール72の径方向外側の空間を利用して配置されているため、第2ワンウェイクラッチ52をプラネタリギヤ機構30から軸方向にずらして設けることによる軸方向寸法の増大を回避できる。また、上記のように第2ワンウェイクラッチ52の小型化が図られることで、第2ワンウェイクラッチ52を設けることによってモータジェネレータ装置10が径方向に大型化することを抑制できる。
Furthermore, as described above, since the second one-way clutch 52 is disposed using the space on the outer side in the radial direction of the
以上のように、第1実施形態によれば、軸方向及び径方向においてモータジェネレータ装置10の小型化が図られているため、エンジンルームへのモータジェネレータ装置10の搭載性を向上させることができる。
As described above, according to the first embodiment, since the
[第2実施形態]
図3(a)及び図3(b)を参照しながら、第2実施形態に係るモータジェネレータ装置110の構成を説明する。
[Second Embodiment]
The configuration of the
図3(a)はモータジェネレータ装置110の断面図であり、図3(b)はその骨子図である。なお、図3(a)では、モータジェネレータ装置110の中心線を挟んだ一方の側の部分のみを図示している。また、第1実施形態と同様の構成要素については、図3(a)及び図3(b)において同一の符号を付すとともに、その説明を省略する。
FIG. 3A is a cross-sectional view of the
図3(a)に示すように、モータジェネレータ装置110は、第1実施形態と同様のモータジェネレータ12と、該モータジェネレータ12の出力を減速してプーリ軸140に伝達する減速機としてのプラネタリギヤ機構130とを備えている。
As shown in FIG. 3A, a
プラネタリギヤ機構130は、軸方向においてモータジェネレータ12とプーリ6との間に配置されている。プラネタリギヤ機構130は、サンギヤ131、リングギヤ132、サンギヤ131とリングギヤ132に噛み合うピニオン133、及び、ピニオン133を支持するキャリヤ135を備えている。ピニオン133は、周方向に間隔を空けて複数設けられている。
図3(b)に示すように、ロータ軸14とプーリ軸140との間の動力伝達経路には、プラネタリギヤ機構130及び第1、第2ワンウェイクラッチ151,152が設けられている。
As shown in FIG. 3B, a
プラネタリギヤ機構130のサンギヤ131は、ロータ軸14に直結されており、モータジェネレータ12の出力が入力される入力要素として機能する。リングギヤ132は、第2ワンウェイクラッチ152を介して、プラネタリギヤ機構130を収容する減速機ケース180に連結されており、第2ワンウェイクラッチ152のロック時に反力要素として機能する。これにより、サンギヤ131に入力されたモータジェネレータ12の出力は、プラネタリギヤ機構130によって減速されて、出力要素としてのキャリヤ135から出力される。キャリヤ135はプーリ軸140に直結されており、プラネタリギヤ機構30で減速された動力は、プーリ軸140に直接伝達されるようになっている。
第1ワンウェイクラッチ151は、ロータ軸14とプーリ軸140との間に設けられており、プーリ軸140からロータ軸14への動力伝達時にのみロックされ、反対方向の動力伝達を遮断するように構成されている。第2ワンウェイクラッチ152は、上記のようにリングギヤ132と減速機ケース180との間に設けられており、モータジェネレータ12の駆動時にのみロックされ、モータジェネレータ12の発電時にはリングギヤ132と減速機ケース180との連結を遮断するように構成されている。
The first one-
以上の動力伝達経路の構成により、モータジェネレータ12が電動機として駆動されて、モータジェネレータ12側からエンジン1側への動力伝達が行われるとき、第1ワンウェイクラッチ151はフリーとなり、第2ワンウェイクラッチ152はロックされる。そのため、モータジェネレータ12の出力は、第1ワンウェイクラッチ151がフリーであることによりロータ軸14からプーリ軸140へ直接伝達されることはなく、プラネタリギヤ機構130のサンギヤ131に入力される。そして、第2ワンウェイクラッチ152のロックによりリングギヤ132が減速機ケース180に固定されることで、サンギヤ131に入力された動力は、プラネタリギヤ機構130によって減速されてキャリヤ135から出力される。このプラネタリギヤ機構30の出力は、プーリ軸140及び巻掛け伝動機構4を介してエンジン1のクランクシャフト2(図1参照)に伝達される。
With the configuration of the power transmission path described above, when the
逆に、エンジン1側からモータジェネレータ12側への動力伝達によって、モータジェネレータ12が発電機として作動するとき、第1ワンウェイクラッチ151はロックされ、第2ワンウェイクラッチ152はフリーとなる。そのため、エンジン1側から巻掛け伝動機構4を介してプーリ軸140に伝達された回転は、ロックされた第1ワンウェイクラッチ151を介して等速でロータ軸14に伝達される。したがって、ロータ16の過回転を抑制しつつ、モータジェネレータ12による発電を行うことができる。
On the contrary, when the
なお、このとき、第2ワンウェイクラッチ152がフリーであることによりリングギヤ132は回転可能となっており、プーリ軸140側の回転がキャリヤ135に入力されるため、サンギヤ131、キャリヤ135及びリングギヤ132は、いずれもプーリ軸140と等速で回転する。
At this time, since the second one-
また、モータジェネレータ装置110は、プラネタリギヤ機構130及び第1、第2ワンウェイクラッチ151,152等が以下のように配置されていることにより、全体としてコンパクトに構成されている。
Further, the
図3(a)に示すように、減速機ケース180は、例えばボルトによってモータケース20に結合されている。減速機ケース180内には、モータケース20から突出したロータ軸14の先端部が入り込んでいる。また、減速機ケース180内には、プーリ軸140におけるモータジェネレータ12側部分が収容されている。プーリ軸140の反モータジェネレータ12側の端部は、減速機ケース180の外側に突出しており、該突出部分にプーリ6が取り付けられている。
As shown in FIG. 3A, the
プーリ軸140は、軸受162を介して減速機ケース180に回転可能に支持されている。軸受162は、例えば、インナレース163とアウタレース164との間に複数のボール165が介装されたボールベアリングである。
The
プーリ軸140は、軸受162よりもモータジェネレータ12側の部分において、軸受162のインナレース163の内径よりも大径の拡径部141を備えており、該拡径部141は、インナレース163をモータジェネレータ12側から軸方向に位置決めしている。拡径部141の外周と減速機ケース180の内面との間には、これらの相対回転を許容するオイルシール172が介装されている。オイルシール172は、軸受162のモータジェネレータ12側に隣接して配置されている。
The
プーリ軸140のモータジェネレータ12側の端部には、筒状の嵌合部142が設けられている。嵌合部142の外径は、拡径部141よりも小径である。嵌合部142は、例えばすべり軸受(メタルブッシュ)168を介して、ロータ軸14の先端部の外側に嵌合されている。これにより、ロータ軸14とプーリ軸140がセンタリングされるとともに、一対の軸受22,24によって安定的に支持されたロータ軸14によって、プーリ軸140のモータジェネレータ12側の端部が回転可能に支持されている。これにより、巻掛け伝動機構4のベルト7の張力がかかるプーリ軸140を、ロータ軸14と軸受162とによって確実に支持できる。なお、すべり軸受168に代えて、ニードルベアリングを用いてもよい。
A cylindrical fitting portion 142 is provided at the end of the
また、モータジェネレータ12の駆動時にプラネタリギヤ機構130による減速によって増大されたトルクが入力されるプーリ軸140に比べて、そのように増大されたトルクが入力されることがないロータ軸14は小径化を図りやすい。そのため、該ロータ軸14の外側に嵌合される嵌合部142の大径化が抑制されている。
In addition, the
プーリ6は、筒状の被固定部6aを備えており、該被固定部6aは、反モータジェネレータ12側からプーリ軸140の外側に嵌め込まれている。プーリ軸140の反モータジェネレータ12側の端部はねじ部145となっており、ねじ部145にはナット48が螺合されている。プーリ6の被固定部6aは、ナット48と軸受162のインナレース163との間に挟み込まれた状態でナット48が締め付けられることで、プーリ軸140に固定されている。
The
サンギヤ131は、ピニオン133に噛み合うサンギヤ本体131aと、該サンギヤ本体131aからモータジェネレータ12側へ軸方向に延びる延長部131bと、該延長部131bの先端に連なる係合部131cとを備えている。
The
サンギヤ本体131aは、プーリ軸140の嵌合部142と軸方向にオーバラップするように該嵌合部142の径方向外側に配置されている。嵌合部142とサンギヤ本体131aとの間には、第1ワンウェイクラッチ151のロック部材151aが介装されている。ロック部材151aは、周方向に間隔を空けて複数設けられており、嵌合部142は第1ワンウェイクラッチ151のインナレースとして、サンギヤ本体131aは第1ワンウェイクラッチ151のアウタレースとしてそれぞれ機能するようになっている。
The sun gear main body 131a is disposed on the radially outer side of the fitting portion 142 so as to overlap the fitting portion 142 of the
このように、第1ワンウェイクラッチ151のロック部材151aが、サンギヤ本体31aの径方向内側に軸方向にオーバラップするように配設されることで、第1ワンウェイクラッチ151がプラネタリギヤ機構130から軸方向にずらして配設される従来のようなレイアウトに比べて、プラネタリギヤ機構130と第1ワンウェイクラッチ151とを軸方向にコンパクトに配置することができる。
As described above, the
第1ワンウェイクラッチ151のロック時において、嵌合部142に対するサンギヤ本体131aの相対回転は阻止される。また、第1ワンウェイクラッチ151のロック時において、プーリ軸140側の動力は、等速で第1ワンウェイクラッチ151に伝達されるため、プラネタリギヤ機構130によって減速されたものが伝達される場合に比べて、第1ワンウェイクラッチ151に入力されるトルクは比較的小さくなる。そのため、第1ワンウェイクラッチ151のトルク容量は小さくて済み、これを構成する嵌合部142やサンギヤ本体131aの小型化が図られる。
When the first one-
また、嵌合部142とサンギヤ本体131aとの間には、ロック部材151aのモータジェネレータ12側に隣接して軸受161が介装されており、第1ワンウェイクラッチ151の非ロック時において、サンギヤ本体131aは、軸受161を介して嵌合部142に回転可能に支持される。
A
サンギヤ131の延長部131bは、サンギヤ本体131aのモータジェネレータ12側の端部から径方向内側へ斜めに延びている。サンギヤ131の係合部131cは、嵌合部142のモータジェネレータ12側に隣接して配置されている。係合部131cの外周と減速機ケース180の内面との間には、これらの相対回転を許容するオイルシール170が介装されている。
The
係合部131cの内周は、ロータ軸14の外周にスプライン嵌合されている。これにより、モータジェネレータ12の駆動時には、モータジェネレータ12の出力がロータ軸14から係合部131cに伝達されることで、サンギヤ131は、プラネタリギヤ機構130の入力要素として機能し得る。また、モータジェネレータ12の発電時には、第1ワンウェイクラッチ151がロックされることで、プーリ軸140の回転がサンギヤ131を介してロータ軸14に等速で伝達される。
The inner periphery of the engaging
サンギヤ本体131a及びピニオン133は、互いに略等しい軸方向寸法を有する。リングギヤ132は、サンギヤ本体131a及びピニオン133よりも反モータジェネレータ12側へ突出するように軸方向に延長されている。リングギヤ132の反モータジェネレータ12側の端部には、リングギヤ132と一体回転する動力伝達部材190が連結されるか又は一体に連なるように設けられている。
The sun gear main body 131a and the
動力伝達部材190は、リングギヤ132から径方向内側に延びる延長部191と、該延長部191の内周端部から反モータジェネレータ12側に向かって軸方向に延びるインナレース部192とを備えている。延長部191は、軸方向においてオイルシール172よりもモータジェネレータ12側に配置されている。インナレース部192は、第2ワンウェイクラッチ152のインナレースとして機能するものであり、軸受162及びオイルシール172の径方向外側に、これらと軸方向にオーバラップするように配置されている。
The
インナレース部192の径方向外側には、第2ワンウェイクラッチ152のアウタレースとして機能するアウタレース部材196が対向配置されており、インナレース部192とアウタレース部材196との間には、第2ワンウェイクラッチ152のロック部材152aが介装されている。ロック部材152aは、周方向に間隔を空けて複数設けられている。これらのロック部材152aは、軸受162及びオイルシール172の径方向外側に、これらと軸方向にオーバラップするように配置されている。
An
アウタレース部材196の外径は、ピニオン133の外径よりも小径とされている。アウタレース部材196の外周は、減速機ケース180の内面にスプライン嵌合されている。これにより、第2ワンウェイクラッチ152のロック時において、リングギヤ132は、第2ワンウェイクラッチ152を介して減速機ケース180に回転不能に固定され、これにより、プラネタリギヤ機構130の反力要素として機能し得る。
The outer diameter of the
キャリヤ135は、ピニオン133のモータジェネレータ12側に近接して配置された第1キャリヤプレート部135aと、ピニオン133の反モータジェネレータ12側に近接して配置された第2キャリヤプレート部135bとを備えている。第2キャリヤプレート部135bは、動力伝達部材190の縁貯部191とピニオン133との間に配置されており、第2キャリヤプレート部135bの内周端部は、プーリ軸140の拡径部141に一体に連なっている。
The
以上のように構成されたモータジェネレータ装置110によれば、ロータ軸14とプーリ軸140とのセンタリングを果たすための嵌合部142の外側、且つ、減速機として機能するプラネタリギヤ機構130のサンギヤ本体131aの内側の空間を利用して第1ワンウェイクラッチ151が配置されており、これにより、第1ワンウェイクラッチ151、ロータ軸14の先端部、及び、プーリ軸140の嵌合部142が、サンギヤ本体131aの径方向内側において、これと軸方向にオーバラップするように配置されるという特徴的なレイアウトが実現されている。これにより、軸方向においてモータジェネレータ装置110をコンパクトに構成することができる。
According to the
また、上述したように、嵌合部142の小径化や、第1ワンウェイクラッチ151の小型化が図られることで、その外側に配置されるプラネタリギヤ機構130の大径化が抑制される。そのため、径方向においてもモータジェネレータ装置110のコンパクト化が図られる。
Further, as described above, the diameter of the fitting portion 142 and the size of the first one-way clutch 151 are reduced, so that an increase in the diameter of the
さらに、上述のように、第2ワンウェイクラッチ152は、プーリ軸140の外周に設けられた軸受162及びオイルシール172の径方向外側の空間を利用して配置されているため、第2ワンウェイクラッチ152をプラネタリギヤ機構130から軸方向にずらして設けることによる軸方向寸法の増大を回避できる。
Further, as described above, the second one-
以上のように、第2実施形態によれば、軸方向及び径方向においてモータジェネレータ装置110の小型化が図られているため、エンジンルームへのモータジェネレータ装置110の搭載性を向上させることができる。
As described above, according to the second embodiment, since the
[第3実施形態]
図4(a)及び図4(b)を参照しながら、第3実施形態に係るモータジェネレータ装置210の構成を説明する。
[Third Embodiment]
The configuration of the
図4(a)はモータジェネレータ装置210の断面図であり、図4(b)はその骨子図である。なお、図4(a)では、モータジェネレータ装置210の中心線を挟んだ一方の側の部分のみを図示している。また、第1実施形態と同様の構成要素については、図4(a)及び図4(b)において同一の符号を付すとともに、その説明を省略する。
4A is a cross-sectional view of the
図4(a)に示すように、モータジェネレータ装置210は、第1実施形態と同様のモータジェネレータ12と、該モータジェネレータ12の出力を減速してプーリ軸240に伝達する減速機としてのプラネタリギヤ機構230とを備えている。
As shown in FIG. 4A, a
プラネタリギヤ機構230は、軸方向においてモータジェネレータ12とプーリ6との間に配置されている。プラネタリギヤ機構230は、サンギヤ231、リングギヤ232、サンギヤ231とリングギヤ232に噛み合うピニオン233、及び、ピニオン233を支持するキャリヤ235を備えている。ピニオン233は、周方向に間隔を空けて複数設けられている。
図4(b)に示すように、ロータ軸14とプーリ軸240との間の動力伝達経路には、プラネタリギヤ機構230及び第1、第2ワンウェイクラッチ251,252が設けられている。
As shown in FIG. 4B, a
プラネタリギヤ機構230のサンギヤ231は、ロータ軸14に直結されており、モータジェネレータ12の出力が入力される入力要素として機能する。リングギヤ232は、プラネタリギヤ機構230を収容する減速機ケース280に固定されており、モータジェネレータ12の駆動時に反力要素として機能する。これにより、サンギヤ231に入力されたモータジェネレータ12の出力は、プラネタリギヤ機構230によって減速されて、出力要素としてのキャリヤ235から出力される。
The
第1ワンウェイクラッチ251は、ロータ軸14とプーリ軸240との間に設けられており、プーリ軸240からロータ軸14への動力伝達時にのみロックされ、反対方向の動力伝達を遮断するように構成されている。第2ワンウェイクラッチ252は、キャリヤ235とプーリ軸240との間に設けられており、キャリヤ235からプーリ軸240への動力伝達時にのみロックされ、反対方向の動力伝達を遮断するように構成されている。
The first one-
以上の動力伝達経路の構成により、モータジェネレータ12が電動機として駆動されて、モータジェネレータ12側からエンジン1側への動力伝達が行われるとき、第1ワンウェイクラッチ251はフリーとなり、第2ワンウェイクラッチ252はロックされる。そのため、モータジェネレータ12の出力は、第1ワンウェイクラッチ251がフリーであることによりロータ軸14からプーリ軸240へ直接伝達されることはなく、プラネタリギヤ機構230のサンギヤ231に入力される。サンギヤ231に入力された動力は、プラネタリギヤ機構230によって減速されてキャリヤ235から出力される。このプラネタリギヤ機構20の出力は、ロックされた第2ワンウェイクラッチ252を介してプーリ軸240に伝達され、さらに、巻掛け伝動機構4を介してエンジン1のクランクシャフト2(図1参照)に伝達される。
With the configuration of the power transmission path described above, when the
逆に、エンジン1側からモータジェネレータ12側への動力伝達によって、モータジェネレータ12が発電機として作動するとき、第1ワンウェイクラッチ251はロックされ、第2ワンウェイクラッチ252はフリーとなる。そのため、エンジン1側から巻掛け伝動機構4を介してプーリ軸240に伝達された回転は、ロックされた第1ワンウェイクラッチ251を介して等速でロータ軸14に伝達される。したがって、ロータ16の過回転を抑制しつつ、モータジェネレータ12による発電を行うことができる。
On the contrary, when the
また、モータジェネレータ装置210は、プラネタリギヤ機構230及び第1、第2ワンウェイクラッチ251,252等が以下のように配置されていることにより、全体としてコンパクトに構成されている。
Further, the
図4(a)に示すように、減速機ケース280は、モータジェネレータ12側に配置された第1ケース部材281と、プーリ6側に配置された第2ケース部材282とを備え、これら第1、第2ケース部材281,282は、例えばボルトによって互いに結合されている。また、第1ケース部材281は、例えばボルトによってモータケース20に結合されている。
As shown in FIG. 4A, the
減速機ケース280内には、モータケース20から突出したロータ軸14の先端部が入り込んでいる。また、減速機ケース280内には、プーリ軸240におけるモータジェネレータ12側部分が収容されている。プーリ軸240の反モータジェネレータ12側の端部は、減速機ケース280の外側に突出しており、該突出部分にプーリ6が取り付けられている。
The tip portion of the
プーリ軸240は、軸受262を介して減速機ケース280に回転可能に支持されている。軸受262は、例えば、インナレース263とアウタレース264との間に複数のボール265が介装されたボールベアリングである。
The
プーリ軸240は、軸受262よりもモータジェネレータ12側の部分において、軸受262のインナレース263の内径よりも大径の拡径部241を備えており、該拡径部241は、インナレース263をモータジェネレータ12側から軸方向に位置決めしている。拡径部241の外周と減速機ケース280の内面との間には、これらの相対回転を許容するオイルシール272が介装されている。オイルシール272は、軸受262のモータジェネレータ12側に隣接して配置されている。
The
プーリ軸240のモータジェネレータ12側の端部には、筒状の嵌合部242が設けられている。嵌合部242の外径は、拡径部241よりも小径である。嵌合部242は、第1ワンウェイクラッチ251のロック部材251aを介して、ロータ軸14の先端部の外側に嵌合されており、これにより、ロータ軸14とプーリ軸240がセンタリングされている。ロック部材251aは、周方向に間隔を空けて複数設けられており、ロータ軸14の先端部が第1ワンウェイクラッチ251のインナレースとして機能し、嵌合部242が第1ワンウェイクラッチ251のアウタレースとして機能するようになっている。
A cylindrical
モータジェネレータ12の発電時には、第1ワンウェイクラッチ251がロックされることで、プーリ軸240の回転がロータ軸14に等速で伝達される。また、第1ワンウェイクラッチ251のロック時において、プーリ軸240側の動力は、等速で第1ワンウェイクラッチ251に伝達されるため、プラネタリギヤ機構230によって減速されたものが伝達される場合に比べて、第1ワンウェイクラッチ251に入力されるトルクは比較的小さくなる。そのため、第1ワンウェイクラッチ251のトルク容量は小さくて済み、これを構成する嵌合部242やロータ軸14の先端部の小径化が図られる。
When the
また、モータジェネレータ12の駆動時にプラネタリギヤ機構230による減速によって増大されたトルクが入力されるプーリ軸240に比べて、そのように増大されたトルクが入力されることがないロータ軸14は小径化を図りやすい。この点においても、該ロータ軸14の外側に嵌合される嵌合部242の小径化を図ることができる。
Further, the
プーリ6は、筒状の被固定部6aを備えており、該被固定部6aは、反モータジェネレータ12側からプーリ軸240の外側に嵌め込まれている。プーリ軸240の反モータジェネレータ12側の端部はねじ部245となっており、ねじ部245にはナット48が螺合されている。プーリ6の被固定部6aは、ナット48と軸受262のインナレース263との間に挟み込まれた状態でナット48が締め付けられることで、プーリ軸240に固定されている。
The
サンギヤ231は、ピニオン233に噛み合うサンギヤ本体231aと、該サンギヤ本体231aからモータジェネレータ12側へ軸方向に延びる延長部231bと、該延長部231bの先端に連なる係合部231cとを備えている。
The
サンギヤ本体231aは、プーリ軸240の嵌合部242及び第1ワンウェイクラッチ251のロック部材251aと軸方向にオーバラップするように嵌合部242の径方向外側に配置されている。
The sun gear main body 231a is disposed on the radially outer side of the
サンギヤ231の延長部231bは、サンギヤ本体231aのモータジェネレータ12側の端部から径方向内側へ斜めに延びている。サンギヤ231の係合部231cは、嵌合部242のモータジェネレータ12側に隣接して配置されている。係合部231cの外周と減速機ケース280の内面との間には、これらの相対回転を許容するオイルシール270が介装されている。
The
係合部231cの内周は、ロータ軸14の外周にスプライン嵌合されている。これにより、モータジェネレータ12の駆動時には、モータジェネレータ12の出力がロータ軸14から係合部231cに伝達されることで、サンギヤ231は、プラネタリギヤ機構230の入力要素として機能し得る。
The inner periphery of the engaging
サンギヤ本体231a、ピニオン233及びリングギヤ232は、互いに略等しい軸方向寸法を有する。リングギヤ232の外周は、減速機ケース280の内面にスプライン嵌合されており、これにより、プラネタリギヤ機構230の反力要素として機能し得る。
The sun gear main body 231a, the
キャリヤ235は、ピニオン233のモータジェネレータ12側に近接して配置された第1キャリヤプレート部235aと、ピニオン233の反モータジェネレータ12側に近接して配置された第2キャリヤプレート部235bとを備えている。第2キャリヤプレート部235bの内周端部には、モータジェネレータ12側に向かって軸方向に延びるアウタレース部235cが一体に連ねて設けられている。
The
アウタレース部235cは、径方向において嵌合部242の外側且つサンギヤ本体231aの内側に配置されている。具体的に、アウタレース部235cは、サンギヤ本体231aの内側に僅かな隙間を空けて対向配置されている。また、嵌合部242とアウタレース部235cとの間には、第2ワンウェイクラッチ252のロック部材252aが介装されている。ロック部材252aは、第1ワンウェイクラッチ251のロック部材251a及びサンギヤ本体231aと軸方向にオーバラップするように配置されている。
The
ロック部材252aは、周方向に間隔を空けて複数設けられており、嵌合部242は、第2ワンウェイクラッチ252のインナレースとして機能し、アウタレース部235cは、第2ワンウェイクラッチ252のアウタレースとして機能する。
A plurality of the
モータジェネレータ12の駆動時には、第2ワンウェイクラッチ252がロックされることで、プラネタリギヤ機構230で減速されたモータジェネレータ12の動力が、出力要素であるキャリヤ235と一体のアウタレース部235cから、アウタレースとして機能するプーリ軸240の嵌合部242へ伝達される。このとき、回転部材であるプーリ軸240からアウタレース部235cが受ける反力は、仮に減速機ケース280等の固定部材から反力を受ける場合に比べて小さいため、第2ワンウェイクラッチ252のトルク容量は比較的小さくて済み、これを構成する嵌合部242やアウタレース部235cの小型化が図られる。
When the
また、第2ワンウェイクラッチ252がフリーとなるモータジェネレータ12の発電時は、プーリ軸240の嵌合部242は比較的高速で回転し、キャリヤ235と一体のアウタレース部235cは比較的低速で回転する。このように、第2ワンウェイクラッチ252のフリー時において、嵌合部242とアウタレース部235cはいずれも回転するため、仮に一方の回転が停止して他方が回転する場合に比べて、第2ワンウェイクラッチ252の耐久性の向上が図られる。
In addition, when the
以上のように構成されたモータジェネレータ装置210によれば、ロータ軸14とプーリ軸240とのセンタリングを果たすための嵌合部242の内側の空間を利用して第1ワンウェイクラッチ251が配置され、該嵌合部242の外側、且つ、減速機として機能するプラネタリギヤ機構230のサンギヤ本体231aの内側の空間を利用して第2ワンウェイクラッチ152が配置されており、これにより、第1ワンウェイクラッチ251、第2ワンウェイクラッチ252、ロータ軸14の先端部、及び、プーリ軸240の嵌合部242が、サンギヤ本体231aの径方向内側において、これと軸方向にオーバラップするように配置されるという特徴的なレイアウトが実現されている。これにより、第1ワンウェイクラッチ251や第2ワンウェイクラッチ252をプラネタリギヤ機構230から軸方向にずらして配置する場合に比べて、軸方向においてモータジェネレータ装置210をコンパクトに構成することができる。
According to the
また、上述したように、嵌合部242の小径化や、第1、第2ワンウェイクラッチ251,252の小型化が図られることで、その外側に配置されるプラネタリギヤ機構230の大径化が抑制される。そのため、モータジェネレータ装置210の径方向寸法の増大が抑制される。
In addition, as described above, the diameter of the
したがって、第3実施形態によれば、軸方向及び径方向においてモータジェネレータ装置210の小型化が図られているため、エンジンルームへのモータジェネレータ装置210の搭載性を向上させることができる。
Therefore, according to the third embodiment, since the
さらに、第3実施形態によれば、第1、第2ワンウェイクラッチ251,252がプラネタリギヤ機構230のサンギヤ本体231aの内側に収められるため、プーリ軸240を支持する軸受262の径方向外側の空間に、これらのクラッチ251,252を配置する必要がなく、当該空間を利用して、例えば、プラネタリギヤ機構230を潤滑するためのオイルが貯留されるオイル貯留部を配設したり、モータジェネレータ装置210の周辺部品を配設したりすることができる。
Furthermore, according to the third embodiment, since the first and second one-
以上のように、本発明によれば、モータジェネレータの出力回転を減速してエンジンのクランクシャフトに伝達可能なモータジェネレータ装置のコンパクト化を図り、該モータジェネレータ装置のエンジンルームへの搭載性を向上させることが可能となるから、この種のモータジェネレータ装置及びこれを搭載した車両の製造産業分野において好適に利用される可能性がある。 As described above, according to the present invention, the motor generator device capable of decelerating the output rotation of the motor generator and transmitting it to the crankshaft of the engine is made compact, and the mountability of the motor generator device in the engine room is improved. Therefore, the motor generator device of this type and a vehicle equipped with the motor generator device may be suitably used in the manufacturing industry.
1 エンジン
2 クランクシャフト
4 巻掛け伝動機構
5,6 プーリ
7 ベルト
10 モータジェネレータ装置
12 モータジェネレータ
14 ロータ軸(第1軸)
16 ロータ
18 ステータ
20 モータケース
30 プラネタリギヤ機構
31 サンギヤ
32 リングギヤ
33 ピニオン
35 キャリヤ
40 プーリ軸(第2軸)
42 嵌合部
51 第1ワンウェイクラッチ
52 第2ワンウェイクラッチ
62 軸受
80 減速機ケース
110 モータジェネレータ装置
130 プラネタリギヤ機構
131 サンギヤ
132 リングギヤ
133 ピニオン
135 キャリヤ
140 プーリ軸(第2軸)
142 嵌合部
151 第1ワンウェイクラッチ
152 第2ワンウェイクラッチ
162 軸受
180 減速機ケース
210 モータジェネレータ装置
230 プラネタリギヤ機構
231 サンギヤ
232 リングギヤ
233 ピニオン
235 キャリヤ
240 プーリ軸(第2軸)
242 嵌合部
251 第1ワンウェイクラッチ
252 第2ワンウェイクラッチ
262 軸受
280 減速機ケース
DESCRIPTION OF
16
42
142
242
Claims (3)
前記第1軸と前記第2軸とを直結可能な所定のワンウェイクラッチと、該所定のワンウェイクラッチ以外の他のワンウェイクラッチと、前記プラネタリギヤ機構を収容するケースと、前記第2軸と前記ケースとの間に介装された軸受とを備え、
前記プラネタリギヤ機構のサンギヤの径方向内側に、前記所定のワンウェイクラッチが配設され、
前記他のワンウェイクラッチは、前記軸受の径方向外側に配設されていることを特徴とするモータジェネレータ装置。 A motor generator device comprising a first shaft connected to a motor generator, a second shaft connected to an engine crankshaft, and a planetary gear mechanism provided between the first shaft and the second shaft. There,
A predetermined one-way clutch capable of directly connecting the first shaft and the second shaft; a one-way clutch other than the predetermined one-way clutch; a case housing the planetary gear mechanism; the second shaft and the case; And a bearing interposed between
Radially inside the sun gear of the planetary gear mechanism, wherein the predetermined one-way clutch is arranged,
The other one-way clutch is disposed on a radially outer side of the bearing .
前記所定のワンウェイクラッチは、前記嵌合部の径方向外側に配設されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のモータジェネレータ装置。 At one end of the second shaft, a fitting portion that fits outside the first shaft is provided,
The predetermined one-way clutch, a motor-generator according to claim 1 or claim 2, characterized in that disposed on the radially outer side of the fitting portion.
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