JP6300250B1

JP6300250B1 - 動力システム

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Publication number: JP6300250B1
Application number: JP2017180478A
Authority: JP
Inventors: 治生折橋; 健治折橋; 百合子折橋; 史治折橋; 洋子竹廣
Original assignee: 治生折橋
Priority date: 2017-09-20
Filing date: 2017-09-20
Publication date: 2018-03-28
Anticipated expiration: 2037-09-20
Also published as: JP2019057988A

Abstract

【課題】簡素な構造で製造コストが低く、動力伝達効率が改善されて省エネ効果の向上した動力装置を提供する。【解決手段】ハウジングケース１０内周面にインバーターモーターコイル１２を固設し、ハウジングケース１０内に入力軸２０の入力軸回転子２１を出力軸３０の出力軸回転子３１内に収め、入力軸回転子２１は鉄心２１ａに発電用コイル２２と誘導用コイル２３とを組み込んで成り、出力軸回転子３１の回転方向である円周方向に沿って複数の磁石３２を異なる磁極が交互に並ぶように配設した。【選択図】図１

Description

本発明は、ハイブリッドカーに搭載される動力装置を備えた動力システムに関する。

現在、自動車は省エネルギーの課題や排気ガスの問題を抱えながらも世界で年間九千数百万台が製造されている（ＪＡＭＡ一般社団法人日本自動車工業会の２０１５年の生産台数。）。そして、前記課題や問題の解決及び地球温暖化対策等のために、動力として内燃機関だけによるのではない燃料電池車やハイブリッドカーが開発され、生産されている。また、動力を内燃機関によらない電気自動車も開発され、生産されている。しかしながら、これらの所謂エコカーは、世界全体の自動車生産台数からみれば極僅かな台数であり、まだまだ生産される自動車の大多数が内燃機関のみを動力源とするものである。

従来から内燃機関によって車両を走行させるためには、内燃機関の回転数とトルクとを運転者が要求する速度とトルクにしなければならない。このため、従来はギヤーを切り替えたり、トルクコンバーターとギヤーとを組み合わせたりしていた。また、ＣＶＴと称するベルト掛けの無段変速機を用いるものもあった。しかし、これらはいずれも機械的に動力を伝達するものであるために、構造が複雑であると同時に高いコストが掛かっていた。

例えば燃費低減効果を向上させつつエンジントルクをアシストするハイブリッドカーとして、引用文献１に記載されているものが有る。この引用文献１に記載されているように、変速機４とディーゼルエンジン５との間に湿式多板クラッチ１０及び流体継手１１が順に設けられておおり、変速機４と電動発電機６との間には駆動力を断接するクラッチ１２が介設されている等の構造を要していた。

特開２０１６−１０７６６９号公報

しかし、このように従来の技術では、上記のように構造が複雑でコストが高くなるという問題点があった。

上記のようにエコカーの台数が世界全体で見ると僅かなものとなっているのは、地域性やその他の理由もあるが、製造コストが高いことが大きな理由の一つになっている。

本発明は、このような従来の技術が有する問題点に着目してなされたもので、簡素な構造で製造コストが低く、動力伝達効率が改善されて省エネ効果を向上することができる動力装置を備えた動力システムを提供することを目的としている。

かかる目的を達成するための本発明の要旨とするところは、次の各項の発明に存する。
［１］入力軸（２０）と出力軸（３０）とを有し、前記入力軸（２０）の回転を磁気によって前記出力軸（３０）に伝達する磁気誘導クラッチ機能と、駆動と発電が同時に可能なインバーターモーター機能とを一つのハウジングケース（１０）に収めた動力装置（１）を有する動力システム（Ｓ）であって、
前記ハウジングケース（１０）の内周面に固定された一つのインバーターモーターコイル（１２）と、
前記ハウジングケース（１０）内で前記入力軸（２０）に固定された円柱状の入力軸回転子（２１）と、
前記ハウジングケース（１０）内で前記出力軸（３０）に固定された円筒状の出力軸回転子（３１）と、
前記動力装置（１）を制御する制御装置（２）と、
前記制御装置（２）に接続されたバッテリー（３）と、
前記制御装置（２）によって開放及び短絡をする開放−短絡手段と、
を備え、
前記入力軸（２０）と前記出力軸（３０）とは互いに自由に回転可能に設けられ、
前記インバーターモーターコイル（１２）と前記出力軸回転子（３１）とは非接触に近接して配設され、
前記入力軸回転子（２１）は、鉄心（２１ａ）に発電用コイル（２２）と誘導用コイル（２３）とを組み込んだものであり、前記出力軸回転子（３１）内に非接触に近接して配設されており、
前記出力軸回転子（３１）には、回転方向である円周方向に沿って異なる磁極が交互に並ぶように複数の磁石（３２）が配設され、
前記誘導用コイル（２３）と前記磁石（３２）との相互作用による磁気誘導クラッチ機能と、前記発電用コイル（２２）と前記磁石（３２）とによる発電機能と、前記磁石（３２）と前記インバーターモーターコイル（１２）とによるインバーターモーター機能及び回生発電機能とを有し、
前記制御装置（２）は、前記開放−短絡手段による前記誘導用コイル（２３）の開放−短絡制御をし、前記各種機能の制御と前記バッテリー（３）の充電及び前記バッテリー（３）からの給電の制御をする動力システム（Ｓ）。

［２］前記入力軸（２０）は、内燃機関（５）によって駆動機構を駆動させる車両の前記内燃機関（５）に直結され、前記出力軸（３０）は前記駆動機構のデファレンシャルギヤー（４）側に接続されたことを特徴とする項［１］に記載の動力システム（Ｓ）。

前記本発明は次のように作用する。
項［１］に係る発明によれば、入力軸（２０）が回転すると発電用コイル（２２）と誘電用コイル（２３）とに電気が発生する。誘導用コイル（２３）の電気を短絡し、発電用コイル（２２）の電気を開放すると、誘導用コイル（２３）に発生した電気は、短絡電流によって磁界が発生する。この磁界が円柱型磁石（３２）の磁界に作用して出力軸回転子（３１）を入力軸回転子（２１）の回転方向に回転させる。入力軸回転子（２１）と出力軸回転子（３１）それぞれの回転数に差があると、入力軸回転子（２１）と出力軸回転子（３１）との間にはその回転数の差に略比例した結合力が生じる。これにより、磁気誘導クラッチ機能が発揮される。

誘導用コイル（２３）を開放したときは、発電用コイル（２２）で発電した電気を使用してインバーターモーターを駆動することができる。発電は、出力軸回転子（３１）の円柱型磁石（３２）の磁界を入力軸回転子（２１）の発電用コイル（２２）が横切ることによって成される。

動力装置（１）に制御装置（２）を接続し、該制御装置（２）にバッテリー（３）を接続することにより、動力装置（１）の各種機能の制御とバッテリー（３）の充電及びバッテリー（３）からの給電の制御を制御装置（２）によって行うことができる。
このように、動力装置（１）は、簡素な構造であるので、動力システム（Ｓ）は製造コストが低く、動力伝達効率が改善されて省エネ効果を向上することができる。

項［２］に係る発明によれば、内燃機関（５）によって駆動機構を駆動させる車両に搭載する場合、内燃機関（５）に入力軸（２０）を接続し、出力軸（３０）を車両の駆動機構のデファレンシャルギヤー（４）に接続すればよい。これにより、容易にハイブリッドカーの動力装置（１）とすることができる。

本発明にかかる動力装置によれば、簡易な構造で磁気誘導クラッチ機能及びインバーターモーター機能を発揮できるので、製造コストを低減し、動力伝達効率を改善し、省エネ効果を向上することができる。

本発明の一実施の形態に係る動力装置の一部を切り欠いた斜視図である。本発明の一実施の形態に係る動力装置の入力軸回転子の横断面の一部を示す概略図である。本発明の一実施の形態に係る動力装置を縦断面で示す模式図である。本発明の一実施の形態に係る動力装置を車両に搭載した場合の動力システムの概略を示すブロック図である。図４の動力システムにおける磁気誘導クラッチ機能の特性を示すグラフである。図４の動力システムにおける動力伝達の制御を示すフローチャートである。

以下、図面に基づき本発明の好適な一実施の形態を説明する。
図１から図３は本発明の一実施の形態を示している。
図４のブロック図は、本発明の一実施の形態に係る動力装置を内燃機関を備える自動車等の車両に搭載した場合の動力システムＳを示している。

図１及び図３に示すように、本実施の形態に係る動力装置１は、円筒径のハウジングケース１０に入力軸２０と出力軸３０が挿入されている。ハウジングケース１０は、車両側の固定部Ｆに固定されている。

ハウジングケース１０には、内周面に円筒状の鉄心１１が固設されている。ハウジングケース１０の内周面と鉄心１１の外周面が接して固定されている。鉄心１１にはインバーターモーターコイル１２が設けられている。

入力軸２０には、ハウジングケース１０の内に収まる入力軸回転子２１が固設されている。図２にも示したように、入力軸回転子２１には、鉄心２１ａに発電用コイル２２と誘導用コイル２３とが組み込まれている。

鉄心２１ａは、積層電磁鋼板から成り、例えば積層ケイ素鋼板によって構成されている。発電用コイル２２の配線と誘導用コイル２３の配線は、スリップリング部１３と不図示のカーボンブラシによって外部に取り出されている。

図２に示したように、入力軸回転子２１には、鉄心２１ａの円周面から中心に向かうとともに長手方向に延びる複数のピット２１ｂが形成されている。ピット２１ｂは、鉄心２１ａの円周面を等間隔に分割するように形成されている。なお、図２では煩雑になるのを避けるために、ピット２１ｂを一つだけ示した概略図としてある。

このピット２１ｂは、仕切り板２４により、底部側と開口部側とに仕切られている。また、ピット２１ｂの開口部には抑え板２５が設けられている。

仕切り板２４とピット２１ｂの底部とによって画成された空間には、前記誘導用コイル２３が通されている。また、仕切り板２４と抑え板２５とによって画成された空間には、前記発電用コイル２２が通されている。

図１及び図３に示すように、出力軸３０には、ハウジングケース１０内に収まる円筒形の出力軸回転子３１が固設されている。この出力軸回転子３１には、円周を回転方向に沿って複数の円柱型磁石３２が等間隔に配設されている。円柱型磁石３２は、出力軸回転子３１の円周面にＮ極とＳ極とが交互に現れるように配設されている。なお、極数及び円柱型磁石３２の内側と外側の磁極の選択は特に限定されるものではない。

出力軸回転子３１は、ハウジングケース１０内のインバーターモーターコイル１２と非接触に近接して配設されている。この出力軸回転子３１の内部には、入力軸回転子２１が非接触に近接して収められている。入力軸２０はハウジングケース１０の端面部１０ａを貫通している。

端面部１０ａには、貫通している入力軸２０を支持するための軸受１４ａが設けられている。また、出力軸回転子３１内にある入力軸２０の端部は、出力軸回転子３１に設けられた軸受１４ｂによって支持されている。さらに、入力軸２０が出力軸回転子３１内に入る部分が、出力軸回転子３１に設けられた軸受１４ｃによって支持されている。

ハウジングケース１０のもう一方の端面部１０ｂは、出力軸３０が貫通している。端面部１０ｂには、貫通している出力軸３０を支持するための軸受１５が設けられている。

図４に示すように、動力装置１の入力軸２０は、車両の内燃機関５側に接続されている。また、出力軸３０は、デファレンシャルギヤー４側に接続されている。デファレンシャルギヤー４には等速ジョイントを介してタイヤ６が連結されている。

動力装置１は制御装置２に接続されている。制御装置２にはバッテリーケーブル１０１によってバッテリー３が接続されている。

動力装置１の発電用コイル２２は、発電用ケーブル１０２によって制御装置２に接続されている。また、誘導用コイル２３は、誘導用ケーブル１０３によって制御装置２に接続されている。インバーターモーターコイル１２は、インバーターモーター用ケーブル１０４によって制御装置２に接続されている。

誘導用コイル２３は、制御装置２からの信号により、リレーによって開放−短絡制御が行われる。また、入力軸回転子２１の内部に例えば電子素子が具備されている場合には、この電子素子が制御装置２からの信号によって開放−短絡制御を行う。電子素子を用いた場合は、開放、短絡、抵抗の挿入、或いは電子素子による微細な時間間隔開閉制御を行って磁気誘導クラッチの特性が得られる。なお、誘導用コイル２３は、発電用コイル２２で代用して省略してもよい。

以上の構成により、誘導用コイル２３と円柱型磁石３２との相互作用により、磁気誘導クラッチの機能が実現する。また、発電用コイル２２と円柱型磁石３２とによって発電ができる。さらに、円柱型磁石３２とインバーターモーターコイル１２とによってインバーターモーターとして機能するとともに回生発電をすることができる。

次に本実施の形態に係る動力装置の作用を説明する。
図４に示したように、本実施の形態に係る動力装置１を搭載した車両の内燃機関５が駆動すると、入力軸２０が回転して入力軸回転子２１が回転する。入力軸回転子２１が回転するとき、入力軸回転子２１の鉄心２１ａは磁界を通過する。このとき発電用コイル２２と誘導用コイル２３とは磁界を切る。これにより、発電用コイル２２と誘導用コイル２３それぞれに電気が発生する。

誘導用コイル２３の電気は、誘導用ケーブル１０３によって制御装置２に送られて短絡される。このとき発電用コイル２２の電気は開放されたままである。誘導用コイル２３に発生した電気は、短絡電流によって磁界が発生する。この磁界は、円柱型磁石３２の磁界に作用して出力軸回転子３１を入力軸回転子２１の回転方向に回転させる。入力軸回転子２１と出力軸回転子３１それぞれの回転数に差があると、入力軸回転子２１と出力軸回転子３１との間にはその回転数の差に略比例した結合力が生じる。すなわち、磁気誘導クラッチ作用が機能する。

図５は、磁気誘導クラッチ機能の特性を示しており、トルク伝達率（Ｔ）、トルク変換効率（η）及び入力軸回転子２１による発電能力を示している。動力装置１が奏する磁気誘導クラッチ機能は、従来のオイルを使用したトルクコンバーターとは違って電気磁気誘導によるものであるので、トルクの伝達率が極めて向上していることが分かる。

内燃機関５で発生するトルクは略そのまま伝達できる。また、誘導用コイル２３を開放することにより、内燃機関５を完全に単独に独立させることができる。動力装置１は、トルクの結合作用を大小にする機能も有している。

誘導用コイル２３を開放したときは、発電用コイル２２で発電した電気を使用して車両をインバーターモーターによって走行させることができる。発電の原理は、入力軸回転子２１と出力軸回転子３１との回転数の差である。出力軸回転子３１の円柱型磁石３２の磁界を入力軸回転子２１の発電用コイル２２が横切ることによって発電される。

発電された電気は、発電用ケーブル１０２によって制御装置２に送られる。制御装置２は、送られてきた電気を充電に必要な電圧に調整する。この電圧調整された電気は、バッテリー３に接続されたバッテリーケーブル１０１によってバッテリー３に送られて充電される。

同時に、バッテリー３からは電気がバッテリーケーブル１０１を通じて制御装置２に送られる。制御装置２は、インバーターモーター走行に必要な所定の交流の電気を作り、インバーターモーター用ケーブル１０４を通じてインバーターモーターコイル１２に給電する。

給電された交流電力によってインバーターモーターコイル１２と円柱型磁石３２との相互作用が生じる。これによって出力軸回転子３１に回転トルクが発生して出力軸３０が回転する。

インバーターモーターによる走行は、バッテリー３の充電容量に大きく頼ることなく発電と同時に該発電された電気をインバーターモーターで消費することになる。発電による走行時は、発電用コイル２２によって発生する磁界が磁気誘導クラッチとして働き、出力軸回転子３１のトルクに加算される。

動力装置１を搭載した車両が減速するときは、制御装置２の指令によってインバーターモーターコイル１２と円柱型磁石３２の相互作用による発電機としての機能を奏する。すなわち、走行エネルギーの回収である。これによって発電された電気は、インバーターモーター用ケーブル１０４を通じて制御装置２に送られ、制御装置２からバッテリーケーブル１０１を通じてバッテリー３に充電される。

なお、バッテリー３とバッテリーケーブル１０１とを省略して、発電しながらインバーターモーターによる走行をすることもできる。この場合は、走行エネルギー回収は行われない。

車両の走行は、磁気誘導クラッチ機能とインバーターモーター機能とを切り替えながら行う。なお、後退走行時は、専らインバーターモーター機能を用いる。

次に、図５を参照しながら、動力装置１の磁気誘導クラッチ機能の特性並びにインバーターモーター機能及び発電機能について説明する。
図中の横軸Ｓは、出力軸回転数／入力軸回転数である。また、Ｔはトルク伝達率であり、ηはトルク変換効率であり、Ｗは入力軸回転子による発電能力である。

領域Ｇは、出力軸回転数が入力軸回転数よりも小さく、回転数の差が大きい領域である。この領域Ｇでは、車両の速度に関係なく発電してインバーターモーターによる走行を行う。バッテリー３の容量が大きい場合は、バッテリー３からの給電のみでインバーターモーターによる走行ができる。

領域Ｇでは発電能力が大きいので、発電した電力でバッテリー３の充電及びインバーターモーターの駆動による走行を行う。発電量に余裕があってバッテリー３の充電が可能であれば、バッテリー３を充電しながら走行することができる。

なお、領域Ｇでは、誘導用コイル２３の電流が過大となってトルク変換効率ηが悪くなるので、磁気誘導クラッチ機能は使用しない。領域Ｇにおける磁気誘導クラッチ機能による走行は、内燃機関５の発生するトルクだけの走行となり、トルク不足となって車両を十分に加速させることができないからである。

次に、領域Ｕについて説明する。領域Ｕは、入力軸２０と出力軸３０の結合が十分であり、トルク変換効率ηが良いのが特徴である。したがって、領域Ｕでは、内燃機関５と車両側の駆動機構とを直結して走行できる。

この領域Ｕと前記領域Ｇの境は、誘導用コイル２３の設計と誘導用コイル２３の制御方法によって大きく異なる。図５に示した例は、Ｓ＝０．６７付近を境としたものである。

この領域Ｕにおける通常のアクセル操作では、インバーターモーターを使用することなく、内燃機関５の発生するトルクだけで加速できる。また、アクセル開度が大きいときは、磁気誘導クラッチを作動させたままバッテリー３からの給電によってインバーターモーターを駆動させて加速させることができる。なお、この領域Ｕにおいても、バッテリー３に充電が必要なときはインバーターモーターコイル１２に発生している電気によってバッテリー３を充電できる。

領域Ｊでは、内燃機関５の出力軸の回転数と車両の駆動機構側の回転数の差が小さい。このため入力軸回転子２１と出力軸回転子３１との間に生じる結合力が小さいので、磁気誘導クラッチ機能は作用しない。

次に領域ＥＢについて説明する。
領域ＥＢでは、内燃機関５の出力軸の回転数と車両の駆動機構側の回転数が大きくなり、即ち入力軸２０の回転数よりも出力軸３０の回転数が大きくなり、車両の駆動機構側から内燃機関５側に力が加わる領域である。したがって、エンジンブレーキの作動が可能な領域である。

次に図６を参照しながら、動力装置１を自動車に搭載した場合の制御装置２による制御について説明する。
自動車のチェンジレバーがＰ（パーキング）のときに始動スイッチを入れると（ステップＳ１）、暖機運転が必要か否かが判断され（ステップＳ２）、必要な場合（ステップＳ２でＹ）にはエンジンが始動する（ステップＳ３）。

暖機運転が不要な場合（Ｎ）にはバッテリー３が充電不足か否かが判断される（ステップＳ４）。バッテリー３が充電不足の場合（ステップＳ４でＹ）は、エンジンを始動して（ステップＳ３）発電し、バッテリー３を充電する。バッテリー３が充電不足でない場合（ステップＳ４でＮ）は、走行をすることができる。

後退走行のためにシフトレバーが「後退」にされ（ステップＳ５）、アクセルペダルが踏まれてアクセル指令が出されると（ステップＳ６）、インバーターモーターによる運転走行がなされる（ステップＳ７）。

続いて、発進から巡行速度に達するまでの前進走行の場合を説明する。なお、以下では発進から巡航速度に達するまでを「低速走行」と記す。

シフトレバーがドライブにされると（ステップＳ８）、低速走行（ステップＳ９）のうちは、発電が行われてバッテリー３が充電される。このとき、発電電流によってクリーピング現象が発生して、車両を前進させようとする。アクセル操作によって出力指令（ステップＳ１０，Ｓ１１，Ｓ１２）が出されると、インバーターモーターによる走行（ステップＳ１３）が開始される。このとき発電も同時に行われている。この低速走行ではアクセル操作の大小に関わらずインバーターモーターによる走行が行われる。

次に巡航速度の場合を説明する。ここでは、巡航速度が時速６０Ｋｍ前後での走行を「中速走行」とし、時速１００Ｋｍ前後での走行を「高速走行」とする。但し、これら巡航速度を定義した数値は単なる例示であり、本発明を限定するものではなく、他の数値であっても良いことは言うまでもない。

上記低速走行（ステップＳ９）から中速走行（ステップＳ１４）になったときに、発電およびインバーターモーター走行が行われていた状態から磁気誘導クラッチによる走行になる（ステップＳ１８）。即ち、内燃機関５の駆動力による走行になる。

この巡航速度（中速走行）でアクセル指令が「小」（ステップＳ１５）および「中」（ステップＳ１６）のときは、磁気誘導クラッチによる、略エンジン直結の走行（ステップＳ１８）が基本となる。アクセル指令が少し大きくなると、エンジンの回転数が上昇して、入力軸２０の回転数と出力軸３０の回転数との差が大きくなり、入力軸回転子２１と出力軸回転子３１との結合力が増して高トルクになったエンジンのトルクを車輪６，６に伝える（ステップＳ１８）。

アクセル指令が大になると（ステップＳ１７）、エンジンによる駆動力にインバーターモーターによる駆動力が加わって加速する（ステップＳ１９）。ここでは、アクセル指令が大のときは、最大出力付近の出力を要求しているものと想定している。

次に、高速走行の場合（ステップＳ２０）、アクセル指令が小のとき（ステップＳ２１）及びアクセル指令が中（ステップＳ２２）のときは、磁気誘導クラッチによって略エンジン直結の走行（ステップＳ２４）が基本である。

アクセル指令が少し大きくなると（ステップＳ２２）、エンジンの回転数が上昇して入力軸２０の回転数と出力軸３０の回転数との差が大きくなり、入力軸回転子２１と出力軸回転子３１との結合力が増して高トルクになったエンジンのトルクを車輪６，６に伝える（ステップＳ２４）。

アクセル指令が大になると（ステップＳ２３）、エンジンによる駆動力にインバーターモーターによる駆動力が加わって加速する（ステップＳ２５）。

次に、走行中にブレーキ操作をしたときは（ステップＳ２６）、バッテリー３が満充電状態であるか否かを判別する（ステップＳ２７）。満充電でないときは（ステップＳ２７でＮ）、インバーターモーターが発電機として機能して回生発電を行ってバッテリー３を充電する（ステップＳ２８）。車両の速度は減速する。このとき誘導用コイル２３は開放されている。最終的には、車両のブレーキ機構によって走行が停止する。バッテリー３が満充電状態である場合には（ステップＳ２７でＹ）、回生発電による充電が行われずに通常ブレーキである車両のブレーキ機構のみが動作することになる（ステップＳ２９）。

次に、エンジンブレーキを掛けた場合について説明する。シフトレバーがドライブ位置にあるままで長い下り坂になると、出力軸回転子３１は入力軸回転子２１よりも多く回転することになる。するとこれらの回転数の差によって磁気誘導クラッチの作用が働く。これにより、車両の駆動伝達機構系がエンジンに負荷を掛けることになるので、エンジンブレーキとして作用する。

シフトレバーをニュートラルにすると誘導用コイル２３の短絡が開放されてエンジンと車両の駆動伝達機構系とは切り離される。また、ブレーキ操作をしたときは、上記のようにバッテリー３が充電可能なときはエンジンブレーキを中止して、インバーターモーターによる回生発電を行ってバッテリー３の充電をするとともに減速させる。

このように、本実施の形態に係る動力装置１は、一つのハウジングケース１０に収められた簡易な構造でありながら、磁気誘導クラッチ機能並びに駆動、発電及び駆動と発電の同時実行が可能なインバーターモーター機能を発揮することができる。このため自動車に搭載することにより、製造コストを低減したハイブリッドカーを製造することができる。

以上、本発明の実施の形態を図面によって説明してきたが、具体的な構成は前述した実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。例えば、出力軸回転子３１に配設した磁石として円柱型磁石３２を記載したが、端面形状が円形の柱状のものに限らず、楕円形等の他の端面形状を有する柱状の磁石であってもよい。

動力装置は、自動車等の車両に関するものとしたが、それに限られず、動力源に内燃機関を備えたものに適用することができる。

１…動力装置
２…制御装置
３…バッテリー
４…デファレンシャルギヤー
５…内燃機関
６…タイヤ
１０…ハウジングケース
１０ａ，１０ｂ…端面部
１１…鉄心
１２…インバーターモーターコイル
１３…スリップリング部
１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１５…軸受
２０…入力軸
２１…入力軸回転子
２１ａ…鉄心
２１ｂ…ピット
２２…発電用コイル
２３…誘導用コイル
２４…仕切り板
２５…抑え板
３０…出力軸
３１…出力軸回転子
３２…円柱型磁石
１０１…バッテリーケーブル
１０２…発電用ケーブル
１０３…誘導用ケーブル
１０４…インバーターモーター用ケーブル
Ｆ…固定部
Ｓ…動力システム

Claims

入力軸と出力軸とを有し、前記入力軸の回転を磁気によって前記出力軸に伝達する磁気誘導クラッチ機能と、駆動と発電が同時に可能なインバーターモーター機能とを一つのハウジングケースに収めた動力装置を有する動力システムであって、
前記ハウジングケースの内周面に固定された一つのインバーターモーターコイルと、
前記ハウジングケース内で前記入力軸に固定された円柱状の入力軸回転子と、
前記ハウジングケース内で前記出力軸に固定された円筒状の出力軸回転子と、
前記動力装置を制御する制御装置と、
前記制御装置に接続されたバッテリーと、
前記制御装置によって開放及び短絡をする開放−短絡手段と、
を備え、
前記入力軸と前記出力軸とは互いに自由に回転可能に設けられ、
前記インバーターモーターコイルと前記出力軸回転子とは非接触に近接して配設され、
前記入力軸回転子は、鉄心に発電用コイルと誘導用コイルとを組み込んだものであり、前記出力軸回転子内に非接触に近接して配設されており、
前記出力軸回転子には、回転方向である円周方向に沿って異なる磁極が交互に並ぶように複数の磁石が配設され、
前記誘導用コイルと前記磁石との相互作用による磁気誘導クラッチ機能と、前記発電用コイルと前記磁石とによる発電機能と、前記磁石と前記インバーターモーターコイルとによるインバーターモーター機能及び回生発電機能とを有し、
前記制御装置は、前記開放−短絡手段による前記誘導用コイルの開放−短絡制御をし、前記各種機能の制御と前記バッテリーの充電及び前記バッテリーからの給電の制御をする動力システム。
前記入力軸は、内燃機関によって駆動機構を駆動させる車両の前記内燃機関に直結され、前記出力軸は前記駆動機構のデファレンシャルギヤー側に接続されたことを特徴とする請求項１に記載の動力システム。