JP6672969B2

JP6672969B2 - 車両用電動機の軸受電蝕防止装置

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Publication number: JP6672969B2
Application number: JP2016076221A
Authority: JP
Inventors: 裕輔武島; 田辺　健二; 健二田辺; 拓也兒玉
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-04-05
Filing date: 2016-04-05
Publication date: 2020-03-25
Anticipated expiration: 2036-04-05
Also published as: JP2017187107A

Description

本発明は、車両用電動機の軸受電蝕防止装置に関し、とりわけ、電動機のロータ軸に設けられたベアリングの電蝕の発生を抑制するとともに、通電体で発生する引き摺り損失を低減する技術に関する。

軸受を介して回転自在にケースに支持された軸端部を有する電動機のロータ軸と、前記ロータ軸の内周側に同心に配置され、前記ロータ軸と相対回転可能に支持された内周側回転軸と、前記内周側回転軸の外周側に同心に配置され、前記ロータ軸の軸端部と連結された外周側回転軸とを備える車両用電動機の軸受電蝕防止装置が知られている。たとえば、特許文献１の車両用電動機の軸受電蝕防止装置がそれである。

特開２０１４−２４４１２号公報

ところで、上記の特許文献１のような車両用電動機の軸受電蝕防止装置において、たとえば永久磁石型交流同期型の電動機が作動すると、導体から形成されるロータ軸には軸電圧が発生する。ロータ軸の軸電圧がロータ軸を支持するベアリングの耐電圧を上回ると、ベアリングにおいて電蝕が発生する可能性がある。このため、たとえば図６に示す、耐電圧の低いベアリングを含む通電経路と電気的に並列な通電経路を有する車両用電動機の軸受電蝕防止装置が考えられる。

図６に示される車両用電動機のロータ軸の支持構造２１０は、ケース２１２にボールベアリング２１４を介して回転自在に支持された電動機２１６のロータ軸２１８と、ロータ軸２１８の一端部とスプライン嵌合により動力伝達可能且つ同心に連結され、外周側回転軸としても機能するサンギヤ２２０と、ロータ軸２１８のサンギヤ２２０が連結された一端部の内周面に設けられた第１ニードルベアリング２２２、およびサンギヤ２２０の内周面に設けられた環状のブッシュ２２４を介してロータ軸２１８およびサンギヤ２２０の内周側に相対回転可能且つ同心に設けられた内周側回転軸２２６と、を備えている。また、サンギヤ２２０とケース２１２との間にサンギヤ２２０からロータ軸２１８側へ向かうスラスト方向への荷重を受ける第１スラストベアリング２２８が、サンギヤ２２０と内周側回転軸２２６との間にロータ軸２１８側とは反対側へのスラスト荷重を受ける第２スラストベアリング２３０が、それぞれ設けられている。また、内周側回転軸２２６は、第２ニードルベアリング２３２を介してケース２１２に回転可能に支持されている。

上記の支持構造２１０において、サンギヤ２２０と回転軸２２６との間に設けられた円筒状のメタルブッシュ２２４は、通電体として機能し、第１ニードルベアリング２２２よりも耐電圧が低い。このため、車両用電動機のロータ軸の支持構造２１０では、電動機２１６の作動によりロータ軸２１８の軸電圧が上昇すると、たとえばケース２１２、第１スラストベアリング２２８、サンギヤ２２０、ブッシュ２２４および回転軸２２６などを含んで構成される、或いはロータ軸２１８、サンギヤ２２０、ブッシュ２２４、および回転軸２２６などを含んで構成される通電経路が成立させられるため、たとえば第１ニードルベアリング２２２やボールベアリング２１４などの電動機２１６に設けられたベアリングでの電蝕の発生が抑制される。

しかしながら、サンギヤ２２０と内周側回転軸２２６との間に配設されたブッシュ２２４はサンギヤ２２０と内周側回転軸２２６との間で相対回転が生じるときに常に摺動するため、引き摺り損失が大きくなるとともに、メタルブッシュ２２４の耐久性の低下が生じる可能性がある。このため、図６の車両用電動機のロータ軸の支持構造２１０においてメタルブッシュ２２４を用いずにロータ軸２１８およびサンギヤ２２０を支持するために、ケース２１２と内周側回転軸２２６との間に第２ニードルベアリング２３２に換えてボールベアリングを設け、第１ニードルベアリング２２２を設けず、サンギヤ２２０と内周側回転軸２２６との間にメタルブッシュ２２４に換えてニードルベアリングを設けることが考えられる。しかしながら、電動機２１６の作動によりロータ軸２１８の軸電圧がサンギヤ２２０と回転軸２２６との間に設けた上記ニードルベアリングの耐電圧よりも上昇すると、ロータ軸２１８からサンギヤ２２０および上記ニードルベアリングを介した回転軸２２６への通電経路が成立し、結局、相対的に耐電圧が低い上記ニードルベアリングにおいて電蝕が発生する可能性があった。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、電動機のロータ軸に設けられたベアリングの電蝕の発生を抑制するとともに、通電体で発生する引き摺り損失を低減する車両用電動機の軸受電蝕防止装置を提供することにある。

本発明の要旨とするところは、軸受を介して回転自在にケースに支持された軸端部を有する電動機のロータ軸と、前記ロータ軸の内周側に同心に配置され、前記ロータ軸と相対回転可能に前記ロータ軸の軸端部にベアリングを介して支持された内周側回転軸と、前記内周側回転軸の外周側に同心に配置され、前記ロータ軸の軸端部と連結された外周側回転軸と、前記内周側回転軸と前記外周側回転軸との間に回転軸線方向に移動可能に設けられた円筒状の通電体と、前記内周側回転軸に設けられ、前記通電体の一端にオイルを供給可能な供給口と、前記内周側回転軸の外周面および前記外周側回転軸の内周面の少なくとも一方から突設され、前記円筒状の通電体を摺動可能に狭持する環状突出部と、前記供給口からのオイルによって前記円筒状の通電体に発生する推力と逆向きに前記円筒状の通電体を付勢するバネと、を備える車両用電動機の軸受電蝕防止装置にある。

本発明によれば、車両用電動機の軸受電蝕防止装置は、前記内周側回転軸と前記外周側回転軸との間に回転軸線方向に移動可能に設けられた円筒状の通電体と、前記内周側回転軸に設けられ、前記通電体の一端にオイルを供給可能な供給口と、前記内周側回転軸の外周面および前記外周側回転軸の内周面の少なくとも一方から突設され、前記円筒状の通電体を摺動可能に狭持する環状突出部と、前記供給口からのオイルによって前記円筒状の通電体に発生する推力と逆向きに前記円筒状の通電体を付勢するバネとを備えている。このため、供給口からのオイルによる遠心油圧とバネの付勢力とが平衡するまで通電体が内周側回転軸と外周側回転軸との間において軸方向へ移動させられ、通電体が環状突出部により狭持されることによりロータ軸から外周側回転軸を介する内周側回転軸への通電経路が成立させられる。これにより、電動機のロータ軸に設けられたベアリングの電蝕の発生が抑制されるとともに、通電体で発生する引摺損失が低減される。

本発明の車両用電動機の軸受電蝕防止装置が備えられたハイブリッド車両用動力伝達装置の構成を説明する骨子図である。図１の車両用電動機の軸受電蝕防止装置を含めたその周辺を拡大して示す断面図である。図２の車両用電動機の軸受電蝕防止装置の要部である一点鎖線の領域内を拡大して示す断面図である。他の実施例の車両用電動機の軸受電蝕防止装置の要部断面図である。他の実施例の車両用電動機の軸受電蝕防止装置の要部断面図である。車両用電動機のロータ軸の支持構造の一例を示す車両用動力伝達装置の要部断面図である。

以下、本発明の車両用電動機の軸受電蝕防止装置の一実施例について図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明が適用されたハイブリッド車両用動力伝達装置１０（以下、「動力伝達装置１０」という。）の構成を説明する骨子図である。図１の骨子図において、ハイブリッド車両（以下、「車両」という。）は、走行用の駆動力源であるエンジン１４と、そのエンジン１４の動力を左右一対の駆動輪１６に伝達するための動力伝達装置１０とを備えている。動力伝達装置１０には、エンジン１４から入力軸３４を介して入力される動力を第１電動機ＭＧ１および出力歯車３０に分配する遊星歯車装置２８、第２電動機ＭＧ２の出力軸である第２ロータ軸４４に連結された第２出力歯車４６、カウンタ軸３６、差動歯車装置２２、および左右一対の車軸２４などが備えられている。また、車両には、エンジン１４により回転駆動されることで、油圧制御回路の元圧となる作動油圧を発生させるとともに、第１電動機ＭＧ１、第２電動機ＭＧ２、遊星歯車装置２８などに潤滑油を供給するための機械式オイルポンプ２６が備えられている。

遊星歯車装置２８は、第１電動機ＭＧ１の第１ロータ軸３２に連結された回転要素であるサンギヤＳ、駆動輪１６に動力伝達可能に連結された回転要素であり、ピニオンギヤＰを介してサンギヤＳと噛み合うリンクギヤＲ、およびピニオンギヤＰを自転および公転可能に支持するキャリアＣＡを３つの回転要素（回転部材）として有するシングルピニオン型の遊星歯車装置であり、差動機構として機能する。入力軸３４はエンジン１４に連結され、キャリアＣＡは入力軸３４を介してエンジン１４に連結されている。リングギヤＲは円筒状部材であって、ピニオンギヤＰと噛合う内歯歯車を備えるとともに、その外周面には出力歯車３０が形成されている。出力歯車３０は、入力軸３４と平行を成すカウンタ軸３６と一体的に設けられたカウンタドリブン歯車３８と噛み合わされている。また、カウンタ軸３６と一体的に設けられたカウンタドライブ歯車４０が、差動歯車装置２２のデフ入力歯車４２と噛み合わされている。

第２出力歯車４６は、カウンタドリブン歯車３８と噛み合わされている。これにより、第２電動機ＭＧ２は、カウンタ軸３６、差動歯車装置２２および車軸２４を介して駆動輪１６に動力伝達可能に連結される。

機械式オイルポンプ２６は、第１ロータ軸３２と同心に、第１ロータ軸３２の内周側に貫通して配置されたオイルポンプ駆動軸７６が連結されている。また、オイルポンプ駆動軸７６は、入力軸３４を介してエンジン１４に連結されており、機械式オイルポンプ２６は、エンジン１４により回転駆動させられる。このため、エンジン１４の回転速度Ｎeが大きいほど、機械式オイルポンプ２６からのオイル吐出量が多くなる。

第１電動機ＭＧ１および第２電動機ＭＧ２は、交流同期電動機から構成されており、いずれも駆動力を発生させるモータ（電動機）および反力を発生させるジェネレータ（発電機）としての機能を有するモータジェネレータであるが、第１電動機ＭＧ１は少なくともジェネレータとしての機能を備え、第２電動機ＭＧ２は少なくともモータとしての機能を備える。

以上のように構成された動力伝達装置１０において、エンジン１４からの動力は、リングギヤＲに形成された出力歯車３０に伝達され、カウンタ軸３６に設けられたカウンタドリブン歯車３８およびカウンタドライブ歯車４０を介して差動歯車装置２２のデフ入力歯車４２に出力される。また、第２電動機ＭＧ２からの動力は、第２出力歯車４６を介してカウンタドリブン歯車３８に伝達され、カウンタドライブ歯車４０を介してデフ入力歯車４２に出力される。

また、車両は、エンジン１４を除いて、動力伝達装置１０などを収容する非回転部材としてのトランスアクスルケース５０（以下、「ケース５０」という。）を備えている。トランスアクスルケース５０は、アルミニウム純度の低い鋳物用アルミニウムから形成された、たとえばアルミニウム合金製であり、高強度を有している。ケース５０は、エンジン１４とは反対側から順番に配置されたリヤカバー５２、筒状の第１本体ケース５４、筒状の第２本体ケース５６およびフロントカバー５８から構成されている。ケース５０は、リヤカバー５２と第１本体ケース５４、第１本体ケース５４と第２本体ケース５６、第２本体ケース５６とフロントカバー５８とのそれぞれの第１ロータ軸３２の回転軸線Ｃ１方向の端面（合わせ面）が例えばボルト等により液密に連結されて構成されている。機械式オイルポンプ２６を収容するオイルポンプボデー６６は、リヤカバー５２に締結されることによりケース５０に一体に固定されている。オイルポンプボデー６６は、アルミニウム合金のような導電性部材で形成されている。

図２は、動力伝達装置１０に適用された車両用電動機の軸受電蝕防止装置９２の周辺を拡大して示す断面図である。第１電動機ＭＧ１は、第１本体ケース５４に固定された円筒状のステータ６０と、そのステータ６０の内側に所定の間隔を隔てて第１ロータ軸３２に固定された円筒状のロータ６２と、そのロータ６２のロータコア６２ａを長手方向の中央部において回転軸線Ｃ１まわりに回転可能に支持する中空の第１ロータ軸３２とを備えている。

上記第１電動機ＭＧ１のロータ６２は、第１電動機ＭＧ１のステータコアの内周側において回転軸線Ｃ１方向に積層されている複数枚の円板状の電磁鋼板から構成されたロータコア６２ａを備えている。そのロータコア６２ａの外周面に複数の磁極を形成するためにロータコア６２ａ内に複数個の永久磁石が埋設されている。第１電動機ＭＧ１のロータ６２は、第１ロータ軸３２の径方向に円環状に突き出したフランジ部３２ａと、第１ロータ軸３２の外周面の一部に形成された雄ネジ部３２ｂに螺合するナット６４とに狭圧されることによって、第１ロータ軸３２に固定されている。

第１本体ケース５４は、遊星歯車装置２８等を収容する空間と第１電動機ＭＧ１等を収容する空間を隔てる隔壁５４ａを備えており、隔壁５４ａには、その内周端部から回転軸線Ｃ１方向にロータ６２側へ円筒状に突き出した第１円筒状突部５４ｂが一体に形成されている。第１電動機ＭＧ１の第１ロータ軸３２は、その第１ロータ軸３２のオイルポンプボデー６６側の軸端部の外周面とオイルポンプボデー６６（図１に示す）との間に配設された第１ボールベアリング６８（図１に示す）、および第１ロータ軸３２のオイルポンプボデー６６側とは反対側の軸端部９６の外周面と第１本体ケース５４の隔壁５４ａに形成された第１円筒状突部５４ｂの内周面との間に配設された第２ボールベアリング７０によって、回転軸線Ｃ１まわりに回転可能にケース５０に支持されている。要するに、第１電動機ＭＧ１の第１ロータ軸３２は、第１ボールベアリング６８を介して回転自在にケース５０に固定されたオイルポンプボデー６６に支持された軸端部と、第２ボールベアベアリング７０を介して回転自在にケース５０に支持された軸端部９６とを備えている。なお、第１ボールベアリング６８および第２ボールベアリング７０は、本発明の軸受に対応する。

オイルポンプボデー６６に収容される機械式オイルポンプ２６は、そのポンプロータに第１ロータ軸３２の内周側に回転軸線Ｃ１と同心に配置されたオイルポンプ駆動軸７６が連結されている。オイルポンプ駆動軸７６は、機械式オイルポンプ２６に連結された一端部とは反対側の他端部が入力軸３４のエンジン１４の駆動力が入力される端部とは反対側の軸端部３４ｄに形成された、後述する第３供給油路３４ａに連通し、それよりも大径の円柱状穴に嵌合されることにより、入力軸３４と連結されている。機械式オイルポンプ２６は、入力軸３４およびオイルポンプ駆動軸７６を介して伝達されるエンジン１４の駆動力により回転駆動させられる。また、オイルポンプ駆動軸７６および入力軸３４は、第１ロータ軸３２の内周側に同心に配置され、入力軸３４の軸端部３４ｄの外周面と第１ロータ軸３２の軸端部９６の内周面との間に配置されたベアリングたとえば第１ニードルベアリング７８を介して、第１ロータ軸３２と相対回転可能に第１ロータ軸３２の軸端部９６に支持されている。また、入力軸３４と第２本体ケース５６との間に第２ニードルベアリング８０が配置されており、入力軸３４は第２ニードルベアリング８０を介してケース５０に相対回転可能に支持されている。なお、オイルポンプ駆動軸７６と入力軸３４は、本発明の内周側回転軸に対応する。

サンギヤＳは、円筒状であり、第１ロータ軸３２側へ回転軸線Ｃ１方向に環状に突出した第２円筒状突部９４を備え、第２円筒状突部９４の内周面には内周スプライン歯が形成されている。第１ロータ軸３２は、第２ボールベアリング７０を介して回転自在にケース５０に支持された軸端部９６の外周面に外周スプライン歯を有している。サンギヤＳは、その第２円筒状突部９４の内周面に形成された内周スプライン歯と第１ロータ軸３２の軸端部９６の外周面に形成された外周スプライン歯とによりスプライン嵌合部９８が形成されることにより、第１ロータ軸３２の軸端部９６に連結されて、入力軸３４の外周側に同心に配置されている。なお、サンギヤＳは、本発明の外周側回転軸に対応する。

サンギヤＳは、その円筒状の外周面から外周側へ突出するように形成された鍔部８２を備えている。鍔部８２と第１本体ケース５４の隔壁５４ａとの間に軸方向の荷重を受ける第１スラストベアリング８４が配置されている。また、キャリアＣＡのピニオンギヤＰを回転可能に支持するピニオンシャフトの両端を支持する円盤状の一対の支持壁のうちの一つに連結される、入力軸３４の外周面から外周側に延出して形成された壁部８６と、サンギヤＳの第１電動機ＭＧ１とは反対側の環状端面との間には、第２スラストベアリング８８が配置されている。また、壁部８６と第２本体ケース５６との間には、第３スラストベアリング９０が配置されている。

オイルポンプ駆動軸７６は、円筒状部材であり、その内部に第１供給油路７６ａを備えるとともに、第１供給油路７６ａに連通する第１径方向油路７６ｂを備えている。第１ロータ軸３２は、第２径方向油路３２ｃを備えている。オイルポンプ駆動軸７６が入力軸３４を介してエンジン１４により回転駆動させられて機械式オイルポンプ２６が駆動すると、オイルポンプ駆動軸７６に形成された第１供給油路７６ａ、第１径方向油路７６ｂ、第１ロータ軸３２に形成された第２径方向油路３２ｃなどを介して、オイルが第１電動機ＭＧ１のロータコア６２ａ内に形成された第２供給油路６２ｂに供給されて第１電動機ＭＧ１が冷却されるようになっている。

また、入力軸３４は、第１供給油路７６ａに連通する第３供給油路３４ａと、その第３供給油路３４ａに径方向に連通する第３径方向油路３４ｂおよび第４径方向油路３４ｃを備えている。第４径方向油路３４ｃから供給されるオイルにより、遊星歯車装置２８および第３スラストベアリング９０などが潤滑される。

また、動力伝達装置１０には、電動オイルポンプが備えられている。たとえば、エンジン１４が停止させられた電動機走行時などにおいて、機械式オイルポンプ２６が駆動させられない場合には、電動オイルポンプからのオイルがオイルポンプ駆動軸７６の第１供給油路７６ａ、入力軸３４の第３供給油路３４ａに供給される。

第１電動機ＭＧ１は、たとえば５００Ｖから６００Ｖ程度の比較的高い駆動用３相交流電圧がステータコイルに印加される永久磁石型交流同期型電動機（モータジェネレータ）であり、図示しないバッテリから出力され且つ図示しないインバータによりスイッチング制御された交流駆動電流がステータ６０のステータコイルに供給されると、そのステータ６０の磁極により形成される移動（回転）磁界によって、ロータコア６２ａ内に埋設された永久磁石による固定磁極が吸引（または反発）してロータ６２が回転軸線Ｃ１まわりに回転駆動させられる。

ところで、第１電動機ＭＧ１の回転駆動に伴い、導電体から形成される第１ロータ軸３２に誘起される軸電圧が増大すると、第１ロータ軸３２と、その第１ロータ軸３２の軸端部９６に支持された入力軸３４およびオイルポンプ駆動軸７６および、その第１ロータ軸３２を支持するケース５０との間に電圧差が発生し、その電圧差が第１ボールベアリング６８、第２ボールベアリング７０、あるいは第１ニードルベアリング７８の耐電圧を超えるとそれらのベアリングに電蝕が発生する可能があった。とりわけ、第１ニードルベアリング７８は、第１ボールベアリング６８および第２ボールベアリング７０よりも相対的に耐電圧が低いため、第１ロータ軸３２の軸電圧が第１ニードルベアリング７８の耐電圧を超える可能性のある所定回転速度Ａ以上の高回転域で第１電動機ＭＧ１が作動させられるときに、第１ロータ軸３２の軸端部９６から入力軸３４の軸端部３４ｄを介したオイルポンプ駆動軸７６への通電経路が形成されることによる、第１ニードルベアリング７８の電蝕の発生が問題となる。このため、第１ニードルベアリング７８の電蝕の発生を抑制する車両用電動機の軸受電蝕防止装置９２が備えられている。

図３は、図２の一点鎖線の領域内を拡大して示す断面図であり、軸受電蝕防止装置９２の要部を説明する断面図である。サンギヤＳは、第２スラストベアリング８８が配設された側の端部の内周面の一部が内周側に突出した内周側突出部１００を備えている。サンギヤＳは、内周側突出部１００よりも第１ロータ軸３２側であって、第２円筒状突部９４を除いた内周面に相対回転不能に嵌め入れられた円筒状の固定部材１０２を備えている。固定部材１０２は、導電体であり、サンギヤＳの上記内周面に嵌合させられる嵌合部１０４と、嵌合部１０４の第１ロータ軸３２側の端部が内周側に突出した固定部１０６とを備えている。一端が固定部１０６に固定されることによりサンギヤＳに固定されたバネ１０８およびバネ１０８の他端に溶接等により連結されて通電部材として機能する円筒状のメタルブッシュ１１０が、入力軸３４の外周面とサンギヤＳの内周面との間の環状空間に設けられている。入力軸３４に設けられた第３径方向油路３４ｂは、第３供給油路３４ａと上記環状空間とを連通させる。第３径方向油路３４ｂは、その上記環状空間内への開口がバネ１０８の一端と他端との間に設けられており、バネ１０８の他端に連結されたメタルブッシュ１１０の一端にオイルを供給可能とする本発明の供給口として機能する。エンジン１４の作動時には機械式オイルポンプ２６からのオイルが、エンジン１４の停止時には電動オイルポンプからのオイルがそれぞれ、第３供給油路３４ａおよび第３径方向油路３４ｂを介して矢印で示されるように上記環状空間に供給される。メタルブッシュ１１０には、エンジン駆動状態であっても或いはエンジン停止状態であっても第１電動機ＭＧ１の高回転により上記環状空間に発生する遠心油圧により回転軸線Ｃ１方向において矢印Ｘ１方向への推力が付与される。バネ１０８は、第３径方向油路３４ｂからのオイルによって、メタルブッシュ１１０に発生する矢印Ｘ１方向への推力とは逆向きの矢印Ｙ１方向にメタルブッシュ１１０を付勢する。第１電動機ＭＧ１の第１ロータ軸３２の第１電動機回転速度Ｎmg1が大きくなるに従い、メタルブッシュ１１０に加えられるオイルの圧力すなわち遠心油圧による矢印Ｘ１方向の推力が大きくなり、メタルブッシュ１１０のバネ１０８の変位が零のときの初期位置からの変位量が大きくなる。メタルブッシュ１１０は、バネ１０８の付勢力（バネ張力）がオイルの遠心油圧による推力よりも大きくバネ１０８の変位が零の初期位置と、オイルの遠心油圧による推力がバネ１０８の付勢力よりも大きく、メタルブッシュ１１０の初期位置から回転軸線Ｃ１方向への変位が最大となる最大変位位置との間で、入力軸３４とサンギヤＳとの間の上記環状空間内において回転軸線Ｃ１方向に移動可能に設けられている。図３の回転軸線Ｃ１よりも上側は、メタルブッシュ１１０が最大変位位置にある状態を、図３の回転軸線Ｃ１よりも下側は、メタルブッシュ１１０が初期位置にある状態をそれぞれ示している。また、入力軸３４には、回転軸線Ｃ１方向においてメタルブッシュ１１０の最大変位位置に対応する外周面から外周側に突設されメタルブッシュ１１０を摺動可能に狭持する環状突出部１１２が形成されている。環状突出部１１２は、固定部材１０２およびバネ１０８を介してメタルブッシュ１１０が連結されたサンギヤＳと入力軸３４との相対回転時に、メタルブッシュ１１０が初期位置にある場合にはメタルブッシュ１１０と摺動せず、メタルブッシュ１１０が最大変位位置にある場合にはメタルブッシュ１１０の回転軸線Ｃ１方向の幅全体で摺動する。環状突出部１１２がメタルブッシュ１１０の内周面の回転軸線Ｃ１方向の少なくとも一部に摺動するときには、サンギヤＳと入力軸３４とがメタルブッシュ１１０および固定部材１０２を介して電気的に導通させられ、第１ロータ軸３２からサンギヤＳ、入力軸３４を経てオイルポンプ駆動軸７６への通電経路が成立する。メタルブッシュ１１０は、エンジン１４が停止状態であって、第１電動機回転速度Ｎmg1が所定回転速度Ａ以上のときに、その内周面の一部が環状突出部１１２に摺動させられて上記通電経路を成立させ、エンジン１４が停止状態であって、第１電動機回転速度Ｎmg1が所定回転速度Ａ未満のときに、その内周面が環状突出部１１２に摺動させられずに上記通電経路を成立させない。ここで、第１電動機ＭＧ１の上記所定回転速度Ａは、環状突出部１１２の回転軸線Ｃ１方向の長さ、メタルブッシュ１１０の回転軸線Ｃ１方向の長さ、バネ１０８のバネ力などにより決定される。

このように、第１ロータ軸３２、オイルポンプ駆動軸７６、入力軸３４、サンギヤＳ、一端が固定部材１０２を介してサンギヤＳに固定されたバネ１０８、バネ１０８の他端に連結されたメタルブッシュ１１０、入力軸３４に設けられた第３供給油路３４ａ、第３径方向油路３４ｂおよび環状突出部１１２などから電動機の軸受電蝕防止装置９２が構成される。

エンジン１４が停止状態であって第１電動機回転速度Ｎmg1が所定回転速度Ａ以上の場合には、環状突出部１１２がメタルブッシュ１１０の内周面の少なくとも一部に摺動し、第１ロータ軸３２からサンギヤＳ、固定部材１０２、メタルブッシュ１１０および入力軸３４を介してオイルポンプ駆動軸７６への通電経路が成立させられる。このため、第１電動機ＭＧ１が、第１ロータ軸３２の軸電圧が第１ニードルベアリング７８の耐電圧を超える可能性のある所定回転速度Ａ以上の高回転域で作動させられる際に、図２の回転軸線Ｃ１よりも上側に示されるように軸受電蝕防止装置９２は上記通電経路が成立するオン（ＯＮ）状態とされる。これにより、第１ニードルベアリング７８およびそれよりも耐電圧の高い第１ボールベアリング６８および第２ボールベアリング７０の電蝕の発生が抑制される。また、エンジン１４が停止状態であって第１電動機回転速度Ｎmg1が所定回転速度Ａ未満の場合には、環状突出部１１２がメタルブッシュ１１０の内周面に摺動せず、図２の回転軸線Ｃ１よりも下側に示されるように、軸受電蝕防止装置９２は上記通電経路が成立しないオフ（ＯＦＦ）状態とされる。一方、図６のロータ軸の支持構造２１０では、ブッシュ２２４がサンギヤ２２０と回転軸２２６との間に回転軸線方向に移動不能に設けられ、サンギヤ２２０と回転軸２２６との相対回転時にブッシュ２２４が回転軸２２６に常に摺動させられる。

上述のように、本実施例の電動機の軸受電蝕防止装置９２では、第３供給油路３４ａおよび第３径方向油路３４ｂからのオイルによる遠心油圧とバネ１０８の付勢力とが平衡するまでメタルブッシュ１１０が入力軸３４とサンギヤＳとの間の環状空間において回転軸線Ｃ１方向へ移動させられ、エンジン１４が停止状態であって第１電動機回転速度Ｎmg1が所定回転速度Ａ以上の場合に、環状突出部１１２がメタルブッシュ１１０の内周面の一部に摺動することにより、第１ロータ軸３２からサンギヤＳ、メタルブッシュ１１０および入力軸３４を介するオイルポンプ駆動軸７６への通電経路が成立させられる。これにより、エンジン１４が停止状態であって第１電動機ＭＧ１が所定回転速度Ａ以上の高回転域で作動させられる際に、第１電動機ＭＧ１の第１ロータ軸３２に設けられた第１ニードルベアリング７８などの電蝕の発生が抑制される。また、本実施例の軸受電蝕防止装置９２は、エンジン１４が停止状態であって第１電動機ＭＧ１が所定回転速度Ａ未満の低回転域で作動させられる際に、環状突出部１１２がメタルブッシュ１１０の内周面に摺動しない上記通電経路が成立させられない状態となる。一方、図６のロータ軸の支持構造２１０では、ブッシュ２２４が回転軸線方向において位置不変に回転軸２２６とサンギヤ２２０との間に配設され、サンギヤ２２０と回転軸２２６との相対回転時にブッシュ２２４が回転軸２２６に常に摺動させられる。このため、本実施例の軸受電蝕防止装置９２は、図６のロータ軸の支持構造２１０と比較して、メタルブッシュ１１０の引摺損失が低減される。

次に、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の実施例において、前記実施例と機能において実質的に共通する部分には同一の符号を付して詳しい説明を省略する。

本実施例の電動機の軸受電蝕防止装置１１４では、入力軸１１６に設けられた環状突出部１１８の回転軸線Ｃ１方向における位置が、前述の実施例１の軸受電蝕防止装置９２と異なっている。図４は、電動機の軸受電蝕防止装置１１４の要部断面図である。環状突出部１１８は、サンギヤＳと入力軸１１６との相対回転時にメタルブッシュ１１０が初期位置にある場合にメタルブッシュ１１０の軸方向の全長に摺動するように、且つメタルブッシュ１１０が最大変位位置にある場合にメタルブッシュ１１０と摺動しないように、入力軸１１６のメタルブッシュ１１０の初期位置に対応する回転軸線Ｃ１方向における位置の外周面が外周側に突出して形成されている。また、本実施例の軸受電蝕防止装置１１４が備えられた動力伝達装置には電動オイルポンプは備えられておらず、機械式オイルポンプ２６からのオイルのみが入力軸１１６の第３供給油路３４ａおよび第３径方向油路３４ｂから入力軸１１６とサンギヤＳとの間の環状空間に供給される。メタルブッシュ１１０は、本発明の通電部材として機能するものであり、エンジン１４の停止時には、第１電動機回転速度Ｎmg1に依らず上記環状空間に遠心油圧が発生せず、バネ１０８の矢印Ｙ１方向の付勢力により図４の回転軸線Ｃ１よりも下側に示される初期位置に位置させられ、その内周面が環状突出部１１８に摺動させられて、第１ロータ軸３２からサンギヤＳ、固定部材１０２、メタルブッシュ１１０および入力軸１１６を介してオイルポンプ駆動軸７６への通電経路を成立させる。また、メタルブッシュ１１０は、エンジン１４の作動中で、第１電動機回転速度Ｎmg1が所定回転速度Ａ以上のときに、機械式オイルポンプ２６からのオイルによって第１電動機ＭＧ１の回転により発生する遠心油圧の矢印Ｘ１方向への推力がバネ１０８の矢印Ｙ１方向への付勢力よりも大きく、図４の回転軸線Ｃ１よりも上側に示される最大変位位置に移動させられ、その内周面が環状突出部１１８に摺動させられずに上記通電経路を成立させない。また、メタルブッシュ１１０は、エンジン１４の作動中で、第１電動機回転速度Ｎmg1が所定回転速度Ａ未満のときに、バネ１０８の付勢力が第１電動機ＭＧ１の回転により発生する遠心油圧の推力よりも大きく、その内周面の一部が環状突出部１１８に摺動させられて上記通電経路を成立させる。

上述のように、本実施例の電動機の軸受電蝕防止装置１１４によれば、エンジン１４の停止状態では、入力軸１１６とサンギヤＳとの間の環状空間に遠心油圧が発生せず、メタルブッシュ１１０の内周面が環状突出部１１８に摺動させられ、上記通電経路が成立する。このため、エンジン１４の停止時において、第１電動機ＭＧ１が所定回転速度Ａ以上の高回転域で作動させられる際の、第１電動機ＭＧ１の第１ロータ軸３２に設けられた第１ニードルベアリング７８などの電蝕の発生が抑制される。また、本実施例の軸受電蝕防止装置１１４は、エンジン１４の作動時において、第１電動機ＭＧ１が所定回転速度Ａ以上の高回転域で作動させられる際に、環状突出部１１８がメタルブッシュ１１０の内周面に摺動しない上記通電経路が成立させられない状態となる。一方、図６のロータ軸の支持構造２１０では、ブッシュ２２４が回転軸線方向において位置不変に回転軸２２６とサンギヤ２２０との間に配設され、サンギヤ２２０と回転軸２２６との相対回転時にブッシュ２２４が回転軸２２６に常に摺動させられる。このため、本実施例の軸受電蝕防止装置１１４は、図６のロータ軸の支持構造２１０と比較して、メタルブッシュ１１０の引摺損失が低減される。

図５は、本実施例の電動機の軸受電蝕防止装置１２０の要部断面図である。本実施例の電動機の軸受電蝕防止装置１２０では、バネ１２２が、その一端が固定部材１０２の固定部１０６に固定されることによりサンギヤＳに固定され、その他端が円筒状のメタルブッシュ１１０の一端に当接させられて、入力軸１２４の外周面とサンギヤＳの内周面との間の環状空間に設けられている。入力軸１２４には、第３供給油路３４ａと入力軸１２４の外周側とを連通させる第３径方向油路３４ｂ’が形成されている。第３径方向油路３４ｂ’は、メタルブッシュ１１０のバネ１２２が当接させられた他端とは反対側の一端にオイルを供給可能に、その中心が回転軸線Ｃ１方向において内周側突出部１００に対してメタルブッシュ１１０とは反対側に位置するように入力軸１２４に設けられている。また、本実施例の軸受電蝕防止装置１２０が備えられた動力伝達装置には電動オイルポンプは備えられておらず、機械式オイルポンプ２６からのオイルのみが入力軸１２４の第３供給油路３４ａおよび第３径方向油路３４ｂ’からメタルブッシュ１１０の一端に供給される。バネ１２２は、第３径方向油路３４ｂ’からのオイルによってメタルブッシュ１１０に発生する矢印Ｙ２方向への推力と逆向きにメタルブッシュ１１０を矢印Ｘ２方向へ付勢する。メタルブッシュ１１０は、バネ１２２の付勢力（バネ張力）がオイルの遠心油圧による推力よりも大きくバネ１２２の変位が零である初期位置と、オイルの遠心油圧による推力がバネ１２２の付勢力よりも大きく、メタルブッシュ１１０が初期位置から回転軸線Ｃ１方向へ固定部１０６側に変位してバネ１２２の初期位置からの変位量が最大となる最大変位位置との間で、入力軸１２４とサンギヤＳとの間の上記環状空間内において回転軸線Ｃ１方向に移動可能に設けられている。図５の回転軸線Ｃ１よりも上側は、メタルブッシュ１１０が初期位置にある状態を、図５の回転軸線Ｃ１よりも下側は、メタルブッシュ１１０が最大変位位置にある状態をそれぞれ示している。また、入力軸１２４には、回転軸線Ｃ１方向においてメタルブッシュ１１０の初期位置に対応する外周面から外周側に突設されメタルブッシュ１１０を摺動可能に狭持する環状突出部１２６が形成されている。環状突出部１２６は、サンギヤＳと入力軸１２４との相対回転時にメタルブッシュ１１０が初期位置にある場合にはメタルブッシュ１１０の軸方向の全長に摺動し、メタルブッシュ１１０が最大変位位置にある場合にはメタルブッシュ１１０に摺動しない。

メタルブッシュ１１０は、本発明の通電部材として機能するものであり、エンジン１４の停止時には、第１電動機回転速度Ｎmg1に依らずメタルブッシュ１１０に遠心油圧による推力が作用せず、バネ１２２の矢印Ｘ２方向の付勢力により図５の回転軸線Ｃ１よりも上側に示される初期位置に位置させられ、その内周面が環状突出部１２６に摺動させられて、第１ロータ軸３２からサンギヤＳ、固定部材１０２、メタルブッシュ１１０および入力軸１２４を介してオイルポンプ駆動軸７６への通電経路を成立させる。また、メタルブッシュ１１０は、エンジン１４の作動中で、第１電動機回転速度Ｎmg1が所定回転速度Ａ以上のときに、機械式オイルポンプ２６からのオイルによって第１電動機ＭＧ１の回転により発生する遠心油圧の矢印Ｙ２方向への推力がバネ１２２の矢印Ｘ２方向への付勢力よりも大きく、図５の回転軸線Ｃ１よりも下側に示される最大変位位置に移動させられ、その内周面が環状突出部１２６に摺動させられずに上記通電経路を成立させない。また、メタルブッシュ１１０は、エンジン１４の作動中で、第１電動機回転速度Ｎmg1が所定回転速度Ａ未満のときに、バネ１２２の付勢力が第１電動機ＭＧ１の回転により発生する遠心油圧の推力よりも大きく、その内周面の一部が環状突出部１２６に摺動させられて上記通電経路を成立させる。上述のように、本実施例の軸受電蝕防止装置１２０によれば、前述の実施例２と同様の効果が得られる。

以上、本発明を表及び図面を参照して詳細に説明したが、本発明は更に別の態様でも実施でき、その主旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得るものである。

たとえば、前述の実施例１の軸受電蝕防止装置９２によれば、入力軸３４と入力軸３４の軸端部３４ｄに嵌め合わされたオイルポンプ駆動軸７６とが、軸端部３４ｄの外周面と第１ロータ軸３２の内周面との間に配設された第１ニードルベアリング７８を介して支持されていたが、これに限定されるものではなく、入力軸３４およびオイルポンプ駆動軸７６に替えて、一端がエンジン１４に連結され、他端が機械式オイルポンプ２６に連結され、一部材として形成された内周側回転軸が第１ニードルベアリング７８を介して第１ロータ軸３２に支持されてもよい。このように構成された軸受電蝕防止装置であっても、第１ロータ軸３２の軸電圧が第１ニードルベアリング７８の耐電圧を超える可能性のある所定回転速度Ａ以上で第１電動機ＭＧ１が作動させられる時に、第１ロータ軸３２から、サンギヤＳ、メタルブッシュ１１０を介する上記内周側回転軸への通電経路が成立させられて、第１ニードルベアリング７８の電蝕の発生が抑制される。

また、前述の実施例１の電動機の軸受電蝕防止装置９２では、環状突出部１１２は、入力軸３４の外周面の一部が外周側に突出することにより形成されていたが、これに限定されるものではなく、たとえば、環状突出部１１２がサンギヤＳの内周面の一部が内周側に突出することにより形成される、あるいは入力軸３４の外周面の一部が外周側に僅かに突出するとともに、サンギヤＳの入力軸３４の外周側に突出した外周面に回転軸線Ｃ１方向に対応する内周面の一部が内周側に僅かに突出することにより形成されてもよい。

また、前述の第１ニードルベアリング７８は、必ずしも転動体がニードルである必要はなく、ローラやボールであるベアリングであってもよい。

なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、その他一々例示はしないが、本発明は、その主旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づいて種々変更、改良を加えた態様で実施することができる。

３２：第１ロータ軸
３４、１１６、１２４：入力軸（内周側回転軸）
３４ｂ、３４ｂ’：第３径方向油路（供給口）
５０：ケース
７０：第２ボールベアリング（軸受）
７６：オイルポンプ駆動軸（内周側回転軸）
７８：第１ニードルベアリング（ベアリング）
９２、１１４、１２０：電動機の軸受電蝕防止装置
９６：軸端部
１０８、１２２：バネ
１１０：メタルブッシュ（通電体）
１１２、１１８、１２６：環状突出部
ＭＧ１：第１電動機
Ｓ：サンギヤ（外周側回転軸）

Claims

軸受を介して回転自在にケースに支持された軸端部を有する電動機のロータ軸と、
前記ロータ軸の内周側に同心に配置され、前記ロータ軸と相対回転可能に前記ロータ軸の軸端部にベアリングを介して支持された内周側回転軸と、
前記内周側回転軸の外周側に同心に配置され、前記ロータ軸の軸端部と連結された外周側回転軸と、
前記内周側回転軸と前記外周側回転軸との間に回転軸線方向に移動可能に設けられた円筒状の通電体と、
前記内周側回転軸に設けられ、前記通電体の一端にオイルを供給可能な供給口と、
前記内周側回転軸の外周面および前記外周側回転軸の内周面の少なくとも一方から突設され、前記円筒状の通電体を摺動可能に狭持する環状突出部と、
前記供給口からのオイルによって前記円筒状の通電体に発生する推力と逆向きに前記円筒状の通電体を付勢するバネと、
を備える車両用電動機の軸受電蝕防止装置。