WO2019156069A1 - Motor unit - Google Patents

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山口 康夫
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Abstract

One embodiment of a motor unit according to the present invention is a motor unit that is connected to an engine and comprises a generator, a motor, an engine, and a transmission mechanism. The transmission mechanism has a motor drive shaft that extends along a motor axis, a motor drive gear that is fixed to the motor drive shaft and rotates around the motor axis, an engine drive shaft that extends along an engine axis, an engine drive gear that is fixed to the engine drive shaft and rotates around the engine axis, a counter shaft that extends along a counter axis, a counter gear that is fixed to the counter shaft and rotates around the counter axis, a drive gear that is fixed to the counter shaft and rotates around the counter axis, a ring gear that meshes with the drive gear and rotates around an output axis, and an output shaft that is connected to the ring gear and rotates around the output axis. The counter gear meshes with the motor drive gear and the engine drive gear.

Description

モータユニットMotor unit
本発明は、モータユニットに関する。 The present invention relates to a motor unit.
特許文献1には、ハイブリッド車両に搭載されるパワートレインが開示されている。 Patent Document 1 discloses a power train mounted on a hybrid vehicle.
特開2017-222197号公報JP 2017-222197 A
パワートレインは、走行用のモータ、発電用の発電機および動力を伝達する伝達機構を有するモータユニットに、エンジンが接続されて構成される。従来から、車両内の居住空間の確保および燃費性能の向上を目的として、モータユニットの小型化および軽量化が求められている。  The power train is configured by connecting an engine to a motor unit having a traveling motor, a generator for power generation, and a transmission mechanism for transmitting power. Conventionally, a motor unit is required to be reduced in size and weight for the purpose of securing a living space in a vehicle and improving fuel efficiency. *
本発明の一つの態様は、小型化および軽量化を可能とするモータユニットの提供を目的の一つとする。 One aspect of the present invention is to provide a motor unit that can be reduced in size and weight.
本発明のモータユニットの一つの態様は、エンジンに接続されるモータユニットであって、前記エンジンの動力により発電する発電機と、モータと、前記エンジン、前記発電機および前記モータの間で力を伝達し、前記エンジンおよび前記モータの動力を出力シャフトから出力する伝達機構と、を備える。前記伝達機構は、モータ軸に沿って延び前記モータにより回転させられるモータドライブシャフトと、前記モータドライブシャフトに固定され前記モータ軸周りを回転するモータドライブギヤと、エンジン軸に沿って延び前記エンジンにより回転させられるエンジンドライブシャフトと、前記エンジンドライブシャフトに固定され前記エンジン軸周りを回転するエンジンドライブギヤと、カウンタ軸に沿って延びるカウンタシャフトと、前記カウンタシャフトに固定され前記カウンタ軸周りを回転するカウンタギヤと、前記カウンタシャフトに固定され前記カウンタ軸周りを回転するドライブギヤと、前記ドライブギヤと噛み合い出力軸周りを回転するリングギヤと、前記リングギヤに接続され前記出力軸周りを回転する前記出力シャフトと、を有する。前記カウンタギヤは、前記モータドライブギヤおよび前記エンジンドライブギヤと噛み合う。 One aspect of the motor unit of the present invention is a motor unit connected to an engine, wherein a power is generated between the generator, the motor, and the engine, the generator, and the motor. And a transmission mechanism for transmitting the power of the engine and the motor from an output shaft. The transmission mechanism extends along a motor shaft and is rotated by the motor, a motor drive gear fixed to the motor drive shaft and rotating around the motor shaft, and extended along an engine shaft by the engine. An engine drive shaft that is rotated, an engine drive gear that is fixed to the engine drive shaft and rotates around the engine axis, a counter shaft extending along the counter axis, and a counter shaft that is fixed to the counter shaft and rotates around the counter axis A counter gear, a drive gear fixed to the counter shaft and rotating around the counter shaft, a ring gear meshing with the drive gear and rotating around an output shaft, and the output shaft connected to the ring gear and rotating around the output shaft When Having. The counter gear meshes with the motor drive gear and the engine drive gear.
本発明の一つの態様によれば、小型化および軽量化を可能とするモータユニットが提供される。 According to one aspect of the present invention, a motor unit that can be reduced in size and weight is provided.
図1は、一実施形態のモータユニットを有するパワートレインの概念図である。FIG. 1 is a conceptual diagram of a power train having a motor unit according to an embodiment. 図2は、一実施形態の切り離し機構を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a separation mechanism according to an embodiment. 図3は、一実施形態の伝達機構を軸方向から見た模式図である。FIG. 3 is a schematic view of the transmission mechanism of the embodiment as viewed from the axial direction. 図4は、一実施形態の発電機の部分断面図である。FIG. 4 is a partial cross-sectional view of a generator according to an embodiment.
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係るモータユニットについて説明する。なお、本発明の範囲は、以下の実施の形態に限定されず、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数などを異ならせる場合がある。  Hereinafter, a motor unit according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The scope of the present invention is not limited to the following embodiments, and can be arbitrarily changed within the scope of the technical idea of the present invention. Moreover, in the following drawings, in order to make each structure easy to understand, the actual structure may be different from the scale or number in each structure. *
以下の説明では、モータユニット10が水平な路面上に位置する車両に搭載された場合の位置関係を基に、重力方向を規定して説明する。 本明細書において、「軸方向に沿って延びる」とは、厳密に軸方向(すなわち、X軸と平行な方向)に延びる場合に加えて、軸方向に対して、45°未満の範囲で傾いた方向に延びる場合も含む。本明細書において、「~軸に沿って延びる」とは、所定の軸を中心として、軸方向に延びることを意味する。また、本明細書において、「径方向に延びる」とは、厳密に径方向、すなわち、軸方向に対して垂直な方向に延びる場合に加えて、径方向に対して、45°未満の範囲で傾いた方向に延びる場合も含む。  In the following description, the direction of gravity is defined and described based on the positional relationship when the motor unit 10 is mounted on a vehicle located on a horizontal road surface. In this specification, “extending along the axial direction” means not only extending in the axial direction (that is, the direction parallel to the X axis) but also tilting in a range of less than 45 ° with respect to the axial direction. This includes cases extending in the other direction. In this specification, “extending along the axis” means extending in the axial direction around a predetermined axis. Further, in this specification, “extending in the radial direction” means strictly in the range of less than 45 ° with respect to the radial direction in addition to the case of extending in the radial direction, that is, the direction perpendicular to the axial direction. Including the case of extending in an inclined direction. *
図1は、一実施形態のモータユニット10を有するパワートレイン9の概念図である。図1には、Y軸を示す。Y軸方向は、車両の幅方向(左右方向)である。  FIG. 1 is a conceptual diagram of a power train 9 having a motor unit 10 according to an embodiment. FIG. 1 shows the Y axis. The Y-axis direction is the vehicle width direction (left-right direction). *
パワートレイン9は、モータユニット10とエンジン2とを有する。モータユニット10は、エンジン2に接続される。モータユニット10は、発電機4と、モータ1と、伝達機構(トランスアクスル)5と、を備える。  The power train 9 includes a motor unit 10 and an engine 2. The motor unit 10 is connected to the engine 2. The motor unit 10 includes a generator 4, a motor 1, and a transmission mechanism (transaxle) 5. *
モータユニット10は、ハイブリッド自動車(HEV)、プラグインハイブリッド自動車(PHV)など、モータ1とエンジン2とを動力源とする車両に搭載される。  The motor unit 10 is mounted on a vehicle that uses the motor 1 and the engine 2 as power sources, such as a hybrid vehicle (HEV) and a plug-in hybrid vehicle (PHV). *
モータユニット10が搭載された車両(図示略)には、EVモード、シリーズモード、パラレルモードの三種類の走行モードが用意される。これらの走行モードは、図示しない電子制御装置によって、車両状態や走行状態、運転者の要求出力などに応じて択一的に選択される。  For a vehicle (not shown) on which the motor unit 10 is mounted, three types of travel modes, EV mode, series mode, and parallel mode, are prepared. These travel modes are alternatively selected by an electronic control unit (not shown) according to the vehicle state, the travel state, the driver's requested output, and the like. *
EVモードは、エンジン2および発電機4を停止させたまま、図示しない駆動用のバッテリの充電電力を用いてモータ1のみで車両を駆動する走行モードである。EVモードは、走行負荷が低い場合又はバッテリの充電レベルが高い場合に選択される。  The EV mode is a traveling mode in which the vehicle is driven only by the motor 1 using the charging power of a driving battery (not shown) while the engine 2 and the generator 4 are stopped. The EV mode is selected when the traveling load is low or the battery charge level is high. *
シリーズモードは、エンジン2で発電機4を駆動して発電しつつ、その電力を利用してモータ1で車両を駆動する走行モードである。シリーズモードは、走行負荷が中程度の場合又はバッテリの充電レベルが低い場合に選択される。  The series mode is a travel mode in which the generator 2 is driven by the engine 2 to generate electric power and the vehicle is driven by the motor 1 using the electric power. The series mode is selected when the traveling load is medium or when the battery charge level is low. *
パラレルモードは、おもにエンジン2で車両を駆動し、必要に応じてモータ1で車両の駆動をアシストする走行モードであり、走行負荷が高い場合に選択される。  The parallel mode is a traveling mode in which the vehicle is driven mainly by the engine 2 and the driving of the vehicle is assisted by the motor 1 as necessary, and is selected when the traveling load is high. *
エンジン2は、ガソリンや軽油を燃焼とする内燃機関(ガソリンエンジン又はディーゼルエンジン)である。本実施形態のエンジン2は、クランクシャフト2aの向きが車両の車幅方向に一致するように横向きに配置されたいわゆる横置きエンジンである。エンジン2は、モータユニット10の車幅方向一方側に配置される。クランクシャフト2aは、エンジン軸J2に沿って延びる。エンジン軸J2は、モータユニット10の出力シャフト55に対して平行に配置される。エンジン2の作動状態は、電子制御装置で制御される。


The engine 2 is an internal combustion engine (gasoline engine or diesel engine) that burns gasoline or light oil. The engine 2 of the present embodiment is a so-called horizontal engine that is disposed sideways so that the direction of the crankshaft 2a coincides with the vehicle width direction of the vehicle. The engine 2 is disposed on one side of the motor unit 10 in the vehicle width direction. The crankshaft 2a extends along the engine axis J2. The engine shaft J2 is disposed in parallel to the output shaft 55 of the motor unit 10. The operating state of the engine 2 is controlled by an electronic control unit.


エンジン2とモータユニット10とは、ダンパ2cを介して接続される。ダンパ2cは、トルクリミッタとして機能する。ダンパ2cは、エンジンによって車両の急加速を行う場合などの急激なトルク変動による振動を低減する。エンジン2は、ダンパ2cを介してモータユニット10のエンジンドライブシャフト12に接続される。すなわち、エンジン2は、エンジンドライブシャフト12を駆動する。  The engine 2 and the motor unit 10 are connected via a damper 2c. The damper 2c functions as a torque limiter. The damper 2c reduces vibrations caused by sudden torque fluctuations such as when the vehicle is suddenly accelerated by the engine. The engine 2 is connected to the engine drive shaft 12 of the motor unit 10 via the damper 2c. That is, the engine 2 drives the engine drive shaft 12. *
モータ1は、電動機としての機能と発電機としての機能とを兼ね備えた電動発電機である。モータ1は、おもに電動機として機能して車両を駆動し、回生時には発電機として機能する。  The motor 1 is a motor generator that has both a function as a motor and a function as a generator. The motor 1 mainly functions as an electric motor to drive the vehicle, and functions as a generator during regeneration. *
モータ1は、モータ用ロータ31と、モータ用ロータ31を囲むモータ用ステータ32と、を有する。モータ用ロータ31は、モータ軸J1を中心に回転可能である。モータ用ステータ32は、環状である。モータ用ステータ32は、モータ用ロータ31をモータ軸J1の径方向外側から囲む。  The motor 1 includes a motor rotor 31 and a motor stator 32 surrounding the motor rotor 31. The motor rotor 31 can rotate around the motor shaft J1. The motor stator 32 is annular. The motor stator 32 surrounds the motor rotor 31 from the outside in the radial direction of the motor shaft J1. *
モータ用ロータ31は、後述するモータドライブシャフト11に固定される。モータ用ロータ31は、モータ軸J1周りを回転する。モータ用ロータ31は、モータ用ロータマグネット31aと、モータ用ロータコア31bと、を有する。モータ用ロータマグネット31aは、モータ用ロータコア31bに設けられた保持孔内に固定される。  The motor rotor 31 is fixed to a motor drive shaft 11 described later. The motor rotor 31 rotates around the motor shaft J1. The motor rotor 31 includes a motor rotor magnet 31a and a motor rotor core 31b. The motor rotor magnet 31a is fixed in a holding hole provided in the motor rotor core 31b. *
モータ用ステータ32は、モータ用ステータコア32aと、モータ用コイル32bと、を有する。モータ用ステータコア32aは、モータ軸J1の径方向内側に突出する複数のティースを有する。モータ用コイル32bは、モータ用ステータコア32aのティースに巻き付けられる。  The motor stator 32 includes a motor stator core 32a and a motor coil 32b. The motor stator core 32a has a plurality of teeth protruding radially inward of the motor shaft J1. The motor coil 32b is wound around the teeth of the motor stator core 32a. *
発電機4は、モータとしての機能と発電機としての機能とを兼ね備えた電動発電機である。発電機4は、エンジン2を始動させる際に電動機(スターター)として機能し、エンジン2の作動時にはエンジン動力で発電する。  The generator 4 is a motor generator that has both a function as a motor and a function as a generator. The generator 4 functions as an electric motor (starter) when starting the engine 2, and generates electric power with engine power when the engine 2 is operating. *
発電機4は、エンジン2の動力により発電する。発電機4は、ロータ41と、ロータ41を囲むステータ42と、を有する。ロータ41は、エンジン軸J2を中心に回転可能である。ステータ42は、環状である。ステータ42は、ロータ41をエンジン軸J2の径方向外側から囲む。  The generator 4 generates power using the power of the engine 2. The generator 4 includes a rotor 41 and a stator 42 that surrounds the rotor 41. The rotor 41 is rotatable around the engine shaft J2. The stator 42 is annular. The stator 42 surrounds the rotor 41 from the outside in the radial direction of the engine shaft J2. *
発電機4のロータ41は、後述するエンジンドライブシャフト12に固定される。ロータ41は、エンジン軸J2周りを回転する。ロータ41は、ロータマグネット41aと、ロータコア41bと、を有する。ロータマグネット41aは、ロータコア41bに設けられた保持孔内に固定される。  The rotor 41 of the generator 4 is fixed to the engine drive shaft 12 described later. The rotor 41 rotates around the engine axis J2. The rotor 41 includes a rotor magnet 41a and a rotor core 41b. The rotor magnet 41a is fixed in a holding hole provided in the rotor core 41b. *
発電機4のステータ42は、ステータコア42aと、コイル42bと、を有する。ステータコア42aは、エンジン軸J2の径方向内側に突出する複数のティースを有する。コイル42bは、ステータコア42aのティースに巻き付けられる。  The stator 42 of the generator 4 has a stator core 42a and a coil 42b. Stator core 42a has a plurality of teeth protruding inward in the radial direction of engine shaft J2. The coil 42b is wound around the teeth of the stator core 42a. *
モータ1および発電機4の各周囲(又は各内部)には、直流電流と交流電流とを変換するインバータ(図示略)が設けられる。モータ1および発電機4の各回転速度は、インバータを制御することで制御される。モータ1、発電機4、各インバータの作動状態は、電子制御装置で制御される。  An inverter (not shown) that converts a direct current and an alternating current is provided around (or inside) the motor 1 and the generator 4. The rotational speeds of the motor 1 and the generator 4 are controlled by controlling the inverter. The operating state of the motor 1, the generator 4, and each inverter is controlled by an electronic control unit. *
図1に示すように、伝達機構5は、エンジン2、発電機4およびモータ1間で力を伝達する。伝達機構5は、駆動源と被駆動装置との間の動力伝達を担う複数の機構を内蔵する。伝達機構5は、エンジン2およびモータ1の動力を出力シャフト55から出力する。  As shown in FIG. 1, the transmission mechanism 5 transmits force between the engine 2, the generator 4 and the motor 1. The transmission mechanism 5 incorporates a plurality of mechanisms responsible for power transmission between the drive source and the driven device. The transmission mechanism 5 outputs the power of the engine 2 and the motor 1 from the output shaft 55. *
モータドライブシャフト11と、モータドライブギヤ21と、エンジンドライブシャフト12と、エンジンドライブギヤ22と、カウンタシャフト13と、カウンタギヤ23と、ドライブギヤ24と、リングギヤ51と、出力シャフト55と、差動装置(デファレンシャルギヤ)50と、切り離し機構(クラッチ)60と、を有する。  Motor drive shaft 11, motor drive gear 21, engine drive shaft 12, engine drive gear 22, counter shaft 13, counter gear 23, drive gear 24, ring gear 51, output shaft 55, and differential A device (differential gear) 50 and a release mechanism (clutch) 60 are included. *
モータドライブシャフト11は、モータ軸J1に沿って延びる。モータドライブシャフト11は、モータ用ロータ31に固定される。モータドライブシャフト11は、モータ1に回転させられる。  The motor drive shaft 11 extends along the motor axis J1. The motor drive shaft 11 is fixed to the motor rotor 31. The motor drive shaft 11 is rotated by the motor 1. *
モータドライブギヤ21は、モータドライブシャフト11に固定される。モータドライブギヤ21は、モータドライブシャフト11とともに、モータ軸J1周りを回転する。  The motor drive gear 21 is fixed to the motor drive shaft 11. The motor drive gear 21 rotates around the motor axis J1 together with the motor drive shaft 11. *
エンジンドライブシャフト12は、エンジン軸J2に沿って延びる。エンジンドライブシャフト12は、ダンパ2cを介して、エンジン2のクランクシャフト2aに接続される。エンジンドライブシャフト12は、エンジン2により回転させられる。エンジン2を定常回転させる場合、エンジンドライブシャフト12は、クランクシャフト2aと同期回転する。エンジンドライブシャフト12には、発電機4のロータ41が固定される。  The engine drive shaft 12 extends along the engine axis J2. The engine drive shaft 12 is connected to the crankshaft 2a of the engine 2 via the damper 2c. The engine drive shaft 12 is rotated by the engine 2. When the engine 2 is rotated in a steady manner, the engine drive shaft 12 rotates in synchronization with the crankshaft 2a. A rotor 41 of the generator 4 is fixed to the engine drive shaft 12. *
エンジンドライブシャフト12は、第1軸部12Aと第2軸部12Bとを有する。また、エンジンドライブシャフト12には、切り離し機構60が設けられる。第1軸部12Aおよび第2軸部12Bは、それぞれエンジン軸J2に沿って延びる。すなわち、第1軸部12Aと第2軸部12Bとは、同軸上に並ぶ。第1軸部12Aには、発電機4のロータ41が固定される。第2軸部12Bには、エンジンドライブギヤ22が固定される。  The engine drive shaft 12 has a first shaft portion 12A and a second shaft portion 12B. Further, the engine drive shaft 12 is provided with a separation mechanism 60. The first shaft portion 12A and the second shaft portion 12B each extend along the engine shaft J2. That is, the first shaft portion 12A and the second shaft portion 12B are arranged coaxially. The rotor 41 of the generator 4 is fixed to the first shaft portion 12A. An engine drive gear 22 is fixed to the second shaft portion 12B. *
切り離し機構60は、車両がEVモード又はシリーズモードで走行する場合に、第1軸部12Aと第2軸部12Bとを切り離す。また、切り離し機構60は、車両がパラレルモードで走行する場合に、第1軸部12Aと第2軸部12Bとを接続する。切り離し機構60については、後段において詳細に説明する。  The separation mechanism 60 separates the first shaft portion 12A and the second shaft portion 12B when the vehicle travels in the EV mode or the series mode. Further, the separation mechanism 60 connects the first shaft portion 12A and the second shaft portion 12B when the vehicle travels in the parallel mode. The separation mechanism 60 will be described in detail later. *
エンジンドライブギヤ22は、エンジンドライブシャフト12に固定される。エンジンドライブギヤ22は、エンジンドライブシャフト12とともに、エンジン軸J2周りを回転する。  The engine drive gear 22 is fixed to the engine drive shaft 12. The engine drive gear 22 rotates around the engine axis J2 together with the engine drive shaft 12. *
図1に示すように、カウンタシャフト13は、カウンタ軸J3に沿って延びる。カウンタシャフト13は、カウンタ軸J3周りを回転する。カウンタシャフト13は、例えば、伝達機構5を収容するケース(図示略)に軸受を介して回転可能に保持される。  As shown in FIG. 1, the countershaft 13 extends along the counter axis J3. The counter shaft 13 rotates around the counter axis J3. For example, the countershaft 13 is rotatably held via a bearing in a case (not shown) that houses the transmission mechanism 5. *
カウンタギヤ23は、カウンタシャフト13に固定される。カウンタギヤ23は、カウンタシャフト13とともに、カウンタ軸J3周りを回転する。カウンタギヤ23は、モータドライブギヤ21およびエンジンドライブギヤ22と噛み合う。カウンタギヤ23は、モータドライブギヤ21を介して、モータ1により回転させられる。また、カウンタギヤ23は、エンジンドライブギヤ22を介してエンジン2により回転させられる。  The counter gear 23 is fixed to the counter shaft 13. The counter gear 23 rotates around the counter axis J3 together with the counter shaft 13. The counter gear 23 meshes with the motor drive gear 21 and the engine drive gear 22. The counter gear 23 is rotated by the motor 1 via the motor drive gear 21. The counter gear 23 is rotated by the engine 2 through the engine drive gear 22. *
ドライブギヤ24は、カウンタシャフト13に固定される。ドライブギヤ24は、カウンタシャフト13およびカウンタギヤ23とともに、カウンタ軸J3周りを回転する。  The drive gear 24 is fixed to the counter shaft 13. The drive gear 24 rotates around the counter axis J3 together with the counter shaft 13 and the counter gear 23. *
リングギヤ51は、差動装置50に固定される。リングギヤ51は、出力軸J4周りを回転する。リングギヤ51は、ドライブギヤ24と噛み合う。リングギヤ51は、ドライブギヤ24を介して伝達されるモータ1およびエンジン2の動力を差動装置50に伝達する。  The ring gear 51 is fixed to the differential device 50. The ring gear 51 rotates around the output shaft J4. Ring gear 51 meshes with drive gear 24. Ring gear 51 transmits the power of motor 1 and engine 2 transmitted via drive gear 24 to differential device 50. *
差動装置50は、モータ1およびエンジン2から出力されるトルクを車両の車輪に伝達するための装置である。差動装置50は、車両の旋回時に、左右の車輪の速度差を吸収しつつ、左右両輪の出力シャフト55に同トルクを伝える機能を有する。  The differential device 50 is a device for transmitting torque output from the motor 1 and the engine 2 to the wheels of the vehicle. The differential device 50 has a function of transmitting the same torque to the output shafts 55 of the left and right wheels while absorbing the speed difference between the left and right wheels when the vehicle is turning. *
差動装置50は、リングギヤ51に固定されるギヤハウジング(不図示)と、一対のピニオンギヤ(不図示)と、ピニオンシャフト(不図示)と、一対のサイドギヤ(不図示)と、を有する。ギヤハウジングは、リングギヤ51とともに出力軸J4を中心として回転する。ギヤハウジングは、一対のピニオンギヤ、ピニオンシャフトおよび一対のサイドギヤを収容する。一対のピニオンギヤは、互いに向かい合う傘歯車である。一対のピニオンギヤは、ピニオンシャフトに支持される。一対のサイドギヤは、一対のピニオンギヤに直角に噛み合う傘歯車である。一対のサイドギヤは、それぞれ出力シャフト55に固定される。  The differential device 50 includes a gear housing (not shown) fixed to the ring gear 51, a pair of pinion gears (not shown), a pinion shaft (not shown), and a pair of side gears (not shown). The gear housing rotates around the output shaft J4 together with the ring gear 51. The gear housing accommodates a pair of pinion gears, a pinion shaft, and a pair of side gears. The pair of pinion gears are bevel gears facing each other. The pair of pinion gears are supported by the pinion shaft. The pair of side gears are bevel gears that mesh at right angles with the pair of pinion gears. The pair of side gears are fixed to the output shaft 55, respectively. *
出力シャフト55は、出力軸J4周りを回転する。出力シャフト55には、各ギヤを介して、モータドライブギヤ21の動力が伝達される。同様に、出力シャフト55には、各ギヤを介して、エンジンドライブギヤ22の動力が伝達される。  The output shaft 55 rotates around the output axis J4. The power of the motor drive gear 21 is transmitted to the output shaft 55 via each gear. Similarly, the power of the engine drive gear 22 is transmitted to the output shaft 55 via each gear. *
本実施形態のモータユニット10には、一対の出力シャフト55が設けられる。一対の出力シャフト55は、それぞれ差動装置50を介してリングギヤ51に接続される。一対の出力シャフト55の先端には、それぞれ車輪が固定される。出力シャフト55は、動力を外部(車輪を介して路面)に出力する。  The motor unit 10 of the present embodiment is provided with a pair of output shafts 55. The pair of output shafts 55 are connected to the ring gear 51 via the differential device 50, respectively. Wheels are respectively fixed to the tips of the pair of output shafts 55. The output shaft 55 outputs power to the outside (road surface through wheels). *
モータ軸J1、エンジン軸J2、カウンタ軸J3および出力軸J4は、互いに平行である。また、モータ軸J1、エンジン軸J2、カウンタ軸J3および出力軸J4は、車両の幅方向と平行である。以下の説明において、車幅方向を単に軸方向と呼ぶ場合がある。  The motor shaft J1, the engine shaft J2, the counter shaft J3, and the output shaft J4 are parallel to each other. The motor shaft J1, the engine shaft J2, the counter shaft J3, and the output shaft J4 are parallel to the vehicle width direction. In the following description, the vehicle width direction may be simply referred to as the axial direction. *
図2は、切り離し機構60を示す断面図である。 第1軸部12Aは、第2軸部12Bと軸方向に対向する第1対向端部12Aaを有する。第1対向端部12Aaには、軸方向に開口する凹部12Acが設けられる。また、第1軸部12Aは、第1対向端部12Aaに位置する接続フランジ部12Abを有する。接続フランジ部12Abの外周面には、外歯スプライン12Adが設けられる。  FIG. 2 is a cross-sectional view showing the separation mechanism 60. The first shaft portion 12A has a first facing end portion 12Aa facing the second shaft portion 12B in the axial direction. The first facing end 12Aa is provided with a recess 12Ac that opens in the axial direction. In addition, the first shaft portion 12A has a connection flange portion 12Ab located at the first opposing end portion 12Aa. An external spline 12Ad is provided on the outer peripheral surface of the connection flange portion 12Ab. *
第2軸部12Bは、第1軸部12Aと軸方向に対向する第2対向端部12Baを有する。第2軸部12Bは、第2対向端部12Baにおいて、第1軸部12Aの凹部12Acに収容される。凹部12Acの内周面と、第2軸部12Bとの間には、ニードルベアリング12nが収容される。  The second shaft portion 12B has a second facing end portion 12Ba that faces the first shaft portion 12A in the axial direction. The second shaft portion 12B is accommodated in the recess 12Ac of the first shaft portion 12A at the second facing end portion 12Ba. A needle bearing 12n is accommodated between the inner peripheral surface of the recess 12Ac and the second shaft portion 12B. *
切り離し機構60は、第1軸部12Aの接続フランジ部12Abと、第2軸部12Bの第2対向端部12Baとを径方向外側から囲む。切り離し機構60は、接続フランジ部12Abと第2対向端部12Baとが、機械的に連結されない状態と、両者が連結される状態とを駆動部(図示略)を用いて切り替える。  The separation mechanism 60 surrounds the connection flange portion 12Ab of the first shaft portion 12A and the second opposing end portion 12Ba of the second shaft portion 12B from the radially outer side. The separation mechanism 60 switches between a state in which the connection flange portion 12Ab and the second opposing end portion 12Ba are not mechanically coupled and a state in which both are coupled using a drive unit (not shown). *
切り離し機構60は、スリーブ61と、クラッチハブ62と、シンクロナイザリング63と、キー64と、駆動部(図示略)と、を有する。本実施形態の切り離し機構60は、回転同期装置又はシンクロメッシュ機構と称される。


The separation mechanism 60 includes a sleeve 61, a clutch hub 62, a synchronizer ring 63, a key 64, and a drive unit (not shown). The separation mechanism 60 of this embodiment is referred to as a rotation synchronization device or a synchromesh mechanism.


クラッチハブ62は、第2軸部12Bの外周面に固定される。すなわち、本実施形態の切り離し機構60は、第2軸部12Bに固定される。クラッチハブ62は、第2軸部12Bとともにエンジン軸J2を中心として回転する。クラッチハブ62の外周面には、外歯スプライン62aが設けられる。  The clutch hub 62 is fixed to the outer peripheral surface of the second shaft portion 12B. That is, the separation mechanism 60 of the present embodiment is fixed to the second shaft portion 12B. The clutch hub 62 rotates about the engine shaft J2 together with the second shaft portion 12B. An external spline 62 a is provided on the outer peripheral surface of the clutch hub 62. *
スリーブ61は、駆動部(図示略)によって、エンジン軸J2の軸方向に移動させられる。スリーブ61の内周面には、内歯スプライン61aが設けられる。スリーブ61は、クラッチハブ62の外歯スプライン62aと噛み合っており、スリーブ61とともに一体的に回転する。スリーブ61の内歯スプライン61aは、クラッチハブ62と接続フランジ部12Abとが同期回転した後に、接続フランジ部12Abの外周面に設けられた外歯スプライン12Adに嵌る。これにより、第1軸部12Aと第2軸部12Bとを連結させる。  The sleeve 61 is moved in the axial direction of the engine shaft J2 by a drive unit (not shown). An internal spline 61 a is provided on the inner peripheral surface of the sleeve 61. The sleeve 61 meshes with the external spline 62 a of the clutch hub 62 and rotates integrally with the sleeve 61. The internal spline 61a of the sleeve 61 is fitted into the external spline 12Ad provided on the outer peripheral surface of the connection flange portion 12Ab after the clutch hub 62 and the connection flange portion 12Ab rotate synchronously. Thereby, the first shaft portion 12A and the second shaft portion 12B are connected. *
キー64は、スリーブ61に保持される。キー64は、スリーブ61とともに軸方向に移動する。キー64は、スリーブ61および接続フランジ部12Abにそれぞれ設けられた内歯スプライン61aおよび外歯スプライン12Adの位相を一致させる。  The key 64 is held by the sleeve 61. The key 64 moves in the axial direction together with the sleeve 61. The key 64 matches the phases of the internal spline 61a and the external spline 12Ad provided on the sleeve 61 and the connecting flange portion 12Ab, respectively. *
シンクロナイザリング63は、スリーブ61とともに軸方向に移動する。シンクロナイザリング63は、接続フランジ部12Ab側に近づくに従い内径を大きくするテーパ面を有する。一方で、接続フランジ部12Abには、軸方向に沿ってシンクロナイザリング63側に突出するボス部が設けられる。ボス部は、シンクロナイザリング63と対向するテーパ面が設けられる。シンクロナイザリング63と接続フランジ部12Abは、互いのテーパ面同士を接触させることで同期回転する。  The synchronizer ring 63 moves in the axial direction together with the sleeve 61. The synchronizer ring 63 has a tapered surface that increases its inner diameter as it approaches the connection flange portion 12Ab side. On the other hand, the connecting flange portion 12Ab is provided with a boss portion that protrudes toward the synchronizer ring 63 along the axial direction. The boss portion is provided with a tapered surface facing the synchronizer ring 63. The synchronizer ring 63 and the connection flange portion 12Ab rotate synchronously by bringing the tapered surfaces into contact with each other. *
本実施形態において切り離し機構60は、内歯スプライン61aが設けられエンジン軸J2に沿って移動するスリーブ61を有する。また、切り離し機構60は、スリーブ61によって接続フランジ部12Abに押し当てられて第1軸部12Aと第2軸部12Bとの回転を同期させるシンクロナイザリング63と、を有する。接続フランジ部12Abの外歯スプライン12Adと、スリーブ61の内歯スプライン61aとは、第1軸部12Aと第2軸部12Bが同期回転した後に互いに噛み合う。  In the present embodiment, the separation mechanism 60 includes a sleeve 61 provided with an internal spline 61a and moving along the engine shaft J2. Further, the separation mechanism 60 includes a synchronizer ring 63 that is pressed against the connection flange portion 12Ab by the sleeve 61 and synchronizes the rotation of the first shaft portion 12A and the second shaft portion 12B. The external spline 12Ad of the connection flange portion 12Ab and the internal spline 61a of the sleeve 61 mesh with each other after the first shaft portion 12A and the second shaft portion 12B rotate in synchronization. *
本実施形態によれば、切り離し機構60がシンクロナイザリング63を有するため、第1軸部12Aと第2軸部12Bとの接続時に第1軸部12Aと第2軸部12Bとを同期回転させることができる。このため、切り離し機構60の接続時に第1軸部12Aおよび第2軸部12Bに大きな衝撃が加わることを抑制できる。  According to this embodiment, since the separation mechanism 60 has the synchronizer ring 63, the first shaft portion 12A and the second shaft portion 12B are synchronously rotated when the first shaft portion 12A and the second shaft portion 12B are connected. Can do. For this reason, it is possible to suppress a large impact from being applied to the first shaft portion 12A and the second shaft portion 12B when the separation mechanism 60 is connected. *
本実施形態によれば、切り離し機構60が、同軸上に並ぶ第1軸部12Aと第2軸部12Bとを切り離す。このため、切り離し機構60を小型化することができる。また、これに伴い、モータユニット10を小型化することができる。 なお、本変形例の切り離し機構60は一例である。切り離し機構としては、他の機構を採用してもよい。しかしながら、切り離し機構60により互いに切り離される第1軸部12Aと第2軸部12Bとが同軸上に配置されることが好ましい。  According to the present embodiment, the separation mechanism 60 separates the first shaft portion 12A and the second shaft portion 12B arranged on the same axis. For this reason, the separation mechanism 60 can be reduced in size. Accordingly, the motor unit 10 can be reduced in size. Note that the separation mechanism 60 of this modification is an example. Other mechanisms may be employed as the separation mechanism. However, it is preferable that the first shaft portion 12A and the second shaft portion 12B that are separated from each other by the separation mechanism 60 are arranged coaxially. *
本実施形態の切り離し機構60は、第2軸部12Bに固定され、第1軸部12Aに接続フランジ部12Abが設けられる。しかしながら、切り離し機構60は、第1軸部12Bおよび第2軸部12Bの何れか一方に固定され、第1軸部12Aおよび前記第2軸部12Bの他方に接続フランジ部が設けられていればよい。  The separation mechanism 60 of the present embodiment is fixed to the second shaft portion 12B, and the connection flange portion 12Ab is provided on the first shaft portion 12A. However, the separation mechanism 60 is fixed to one of the first shaft portion 12B and the second shaft portion 12B, and a connection flange portion is provided on the other of the first shaft portion 12A and the second shaft portion 12B. Good. *
本実施形態によれば、エンジン2と発電機4と切り離し機構60とが同軸に配置される。このため、エンジンドライブシャフト12が、発電機4の回転シャフトとクラッチシャフトの機能を併せ持つ。これにより、モータユニット10を小型化することができる。  According to the present embodiment, the engine 2, the generator 4, and the separation mechanism 60 are arranged coaxially. For this reason, the engine drive shaft 12 has both functions of a rotating shaft and a clutch shaft of the generator 4. Thereby, the motor unit 10 can be reduced in size. *
切り離し機構60の変形例として、シンクロナイザリングを有さない構造を採用してもよい。すなわち、切り離し機構は、内周面に、接続フランジ部12Abの外歯スプライン12Adと噛み合う内歯スプラインが設けられたスリーブを有する構成としてもよい。この場合、変形例の切り離し機構は、モータ1の動力による第2軸部12Bの回転速度と、エンジン2の動力による第1軸部12Aの回転速度と、が同期したタイミングで、スリーブをエンジン軸J2に沿って移動させてスリーブの内歯スプラインを接続フランジ部12Abの外歯スプライン12Adと噛み合わせる。なお、第2軸部12Bの回転速度と第1軸部12Aの回転速度との同期は、モータ1およびエンジン2の動作を制御する電子制御装置(図示略)によって行う。  As a modification of the separation mechanism 60, a structure without a synchronizer ring may be adopted. That is, the separation mechanism may have a configuration in which an inner peripheral spline is provided with an internal spline that meshes with the external spline 12Ad of the connection flange portion 12Ab. In this case, the disconnection mechanism of the modification is configured so that the sleeve is attached to the engine shaft at a timing at which the rotation speed of the second shaft portion 12B by the power of the motor 1 and the rotation speed of the first shaft portion 12A by the power of the engine 2 are synchronized. The sleeve is moved along J2, and the internal spline of the sleeve meshes with the external spline 12Ad of the connecting flange portion 12Ab. The rotation speed of the second shaft portion 12B and the rotation speed of the first shaft portion 12A are synchronized by an electronic control device (not shown) that controls the operation of the motor 1 and the engine 2. *
図3は、伝達機構5を軸方向から見た模式図である。図2には、XYZ座標系を示す。X軸方向は、車両の前後方向である。Y軸方向は、車両の幅方向である。Z軸方向は、上下方向であり、+Z方向が上方向である。  FIG. 3 is a schematic view of the transmission mechanism 5 as viewed from the axial direction. FIG. 2 shows an XYZ coordinate system. The X-axis direction is the longitudinal direction of the vehicle. The Y-axis direction is the vehicle width direction. The Z-axis direction is the vertical direction, and the + Z direction is the upward direction. *
伝達機構5は、図3に二点鎖線で示すように、3つの動力伝達経路(第1経路71、第2経路72および第3経路73)を有する。  The transmission mechanism 5 has three power transmission paths (a first path 71, a second path 72, and a third path 73) as shown by a two-dot chain line in FIG. *
第1経路71は、モータ1から出力シャフト55に至る動力伝達経路である。図1に示すように、モータ1の動力は、まず、モータドライブギヤ21からカウンタギヤ23に伝達される。カウンタギヤ23は、ドライブギヤ24と同軸上に配置され、ドライブギヤ24とともに回転する。モータ1の動力は、ドライブギヤ24からリングギヤ51に伝達され、差動装置50を介して出力シャフト55に伝達される。  The first path 71 is a power transmission path from the motor 1 to the output shaft 55. As shown in FIG. 1, the power of the motor 1 is first transmitted from the motor drive gear 21 to the counter gear 23. The counter gear 23 is arranged coaxially with the drive gear 24 and rotates together with the drive gear 24. The power of the motor 1 is transmitted from the drive gear 24 to the ring gear 51, and is transmitted to the output shaft 55 via the differential device 50. *
第2経路72は、エンジン2から出力シャフト55に至る動力伝達経路である。図1に示すように、エンジン2の動力は、まず、エンジンドライブギヤ22からカウンタギヤ23に伝達される。カウンタギヤ23に伝わったエンジン2の動力は、モータ1の動力と同様に、ドライブギヤ24、リングギヤ51および差動装置50を介して出力シャフト55に伝達される。すなわち、第1経路71と第2経路72とは、カウンタギヤ23から出力シャフト55に至る動力伝達経路を共有する。  The second path 72 is a power transmission path from the engine 2 to the output shaft 55. As shown in FIG. 1, the power of the engine 2 is first transmitted from the engine drive gear 22 to the counter gear 23. The power of the engine 2 transmitted to the counter gear 23 is transmitted to the output shaft 55 through the drive gear 24, the ring gear 51, and the differential device 50 similarly to the power of the motor 1. That is, the first path 71 and the second path 72 share a power transmission path from the counter gear 23 to the output shaft 55. *
本実施形態によれば、カウンタギヤ23は、モータドライブギヤ21およびエンジンドライブギヤ22と噛み合う。カウンタギヤ23には、モータ1の動力とエンジン2の動力とが伝達される。したがって、カウンタギヤ23から出力シャフト55に至る動力伝達の経路を、第1経路71と第2経路72とで共有することができる。結果的に、伝達機構5に設けられるシャフトおよびギヤの数を減らして、モータユニット10を小型化および軽量化することができる。  According to the present embodiment, the counter gear 23 meshes with the motor drive gear 21 and the engine drive gear 22. The power of the motor 1 and the power of the engine 2 are transmitted to the counter gear 23. Therefore, the power transmission path from the counter gear 23 to the output shaft 55 can be shared by the first path 71 and the second path 72. As a result, the number of shafts and gears provided in the transmission mechanism 5 can be reduced, and the motor unit 10 can be reduced in size and weight. *
また、本実施形態によれば、カウンタギヤ23と噛み合うモータドライブギヤ21およびエンジンドライブギヤ22の直径(すなわち歯数)を適宜設定することで、第1経路71および第2経路72の減速比を個別に設定できる。第1経路71と第2経路72とで、減速比を異ならせることで、それぞれ、エンジン2での駆動に適した減速比とモータ1での駆動に適した減速比とすることができる。その結果、エンジン2およびモータ1の何れか一方、又は両方で駆動する何れの場合においても、車両を効率的に駆動させることができる。すなわち、本実施形態によれば、モータ1から出力シャフト55に至る動力伝達経路の減速比と、エンジン2から出力シャフト55に至る動力伝達経路の減速比と、を個別に設定しつつシャフトおよびギヤの数を減らしたモータユニット10を提供できる。  Further, according to the present embodiment, the reduction ratios of the first path 71 and the second path 72 are set by appropriately setting the diameters (that is, the number of teeth) of the motor drive gear 21 and the engine drive gear 22 that mesh with the counter gear 23. Can be set individually. By making the reduction ratios different between the first path 71 and the second path 72, it is possible to obtain a reduction ratio suitable for driving with the engine 2 and a reduction ratio suitable for driving with the motor 1, respectively. As a result, the vehicle can be driven efficiently in any case of driving with either one or both of the engine 2 and the motor 1. That is, according to the present embodiment, the shaft and gear are set while individually setting the reduction ratio of the power transmission path from the motor 1 to the output shaft 55 and the reduction ratio of the power transmission path from the engine 2 to the output shaft 55. Can be provided. *
図3に示すように、モータドライブギヤ21の直径は、エンジンドライブギヤ22の直径より、小さい。言い換えると、モータドライブギヤ21の歯数は、エンジンドライブギヤ22の歯数より、少ない。これにより、第1経路71の減速比を、第2経路72の減速比より高くすることができる。一般的に、モータ1の限界回転数は、エンジン2の限界回転数より大きい。一例として、モータ1の限界回転数は、15000回転である。また、エンジン2の限界回転数は、6000回転である。このため、モータ1の動力を伝達する第1経路71の減速比を、エンジン2の動力を伝達する第2経路72の減速比より高くして、車両を効率的に走行させることができる。なお、本実施形態において、第1経路71の減速比は、9~11とされる。一方で、第2経路72の減速比は、2.5~3.5とされる。


As shown in FIG. 3, the diameter of the motor drive gear 21 is smaller than the diameter of the engine drive gear 22. In other words, the number of teeth of the motor drive gear 21 is smaller than the number of teeth of the engine drive gear 22. Thereby, the reduction ratio of the first path 71 can be made higher than the reduction ratio of the second path 72. Generally, the limit rotational speed of the motor 1 is larger than the limit rotational speed of the engine 2. As an example, the limit rotation speed of the motor 1 is 15000 rotations. The limit rotational speed of the engine 2 is 6000 revolutions. For this reason, the reduction ratio of the 1st path | route 71 which transmits the motive power of the motor 1 can be made higher than the reduction ratio of the 2nd path | route 72 which transmits the motive power of the engine 2, and a vehicle can be drive | worked efficiently. In the present embodiment, the reduction ratio of the first path 71 is 9 to 11. On the other hand, the reduction ratio of the second path 72 is set to 2.5 to 3.5.


本実施形態によれば、エンジンドライブギヤ22の直径をカウンタギヤ23の直径に近づけた大きさとしている。例えば、エンジンドライブギヤ22の直径は、カウンタギヤ23の90%以上100%以下である。このため、エンジンドライブギヤ22とカウンタギヤ23との間の動力伝達においてほとんど減速されない。結果として第2経路72における減速比を小さくすることができる。より具体的には、エンジンドライブシャフト12から出力シャフト55に至る動力伝達経路の減速比は、2以上4以下である。これにより、効率の良いエンジントルクで走行できる走行領域を広げることができる。


According to the present embodiment, the engine drive gear 22 has a diameter close to that of the counter gear 23. For example, the diameter of the engine drive gear 22 is 90% or more and 100% or less of the counter gear 23. For this reason, the power transmission between the engine drive gear 22 and the counter gear 23 is hardly decelerated. As a result, the reduction ratio in the second path 72 can be reduced. More specifically, the reduction ratio of the power transmission path from the engine drive shaft 12 to the output shaft 55 is 2 or more and 4 or less. Thereby, the driving | running | working area | region which can drive | work with efficient engine torque can be expanded.


第3経路73は、エンジン2から発電機4に至る動力伝達経路である。図1に示すように、発電機4のロータ41は、エンジンドライブシャフト12に固定される。したがって、エンジン2の動力は、発電機4にギヤを介することなく、伝達される。  The third path 73 is a power transmission path from the engine 2 to the generator 4. As shown in FIG. 1, the rotor 41 of the generator 4 is fixed to the engine drive shaft 12. Therefore, the power of the engine 2 is transmitted to the generator 4 without using a gear. *
図4は、発電機4の部分断面図である。図4を基に、発電機4のより具体的な構成について説明する。なお、図4において、コイル42bの図示を省略する。  FIG. 4 is a partial cross-sectional view of the generator 4. A more specific configuration of the generator 4 will be described with reference to FIG. In FIG. 4, the coil 42b is not shown. *
図4に示すように、ロータマグネット41aは、エンジン軸J2の径方向において、ステータ42と対向する。ロータマグネット41aは、ロータコア41bに保持される。本実施形態において、ロータマグネット41aは16個のセグメントマグネット41aaから構成される。すなわち、ロータマグネット41aは、16個のセグメントマグネット41aaを有する。また、本実施形態において、ロータマグネット41aは、16極である。すなわち、本実施形態のロータ41は、16ポールである。なお、ロータマグネット41aは、円環状のリングマグネットから構成されていてもよい。  As shown in FIG. 4, the rotor magnet 41a faces the stator 42 in the radial direction of the engine shaft J2. The rotor magnet 41a is held by the rotor core 41b. In the present embodiment, the rotor magnet 41a is composed of 16 segment magnets 41aa. That is, the rotor magnet 41a has 16 segment magnets 41aa. In the present embodiment, the rotor magnet 41a has 16 poles. That is, the rotor 41 of this embodiment is 16 poles. Note that the rotor magnet 41a may be formed of an annular ring magnet. *
ステータコア42aは、環状のコアバック部42aaと、コアバック部42aaから径方向内側に向かって延びる複数のティース42abと、を有する。複数のティース42abは、周方向に沿って並ぶ。周方向に隣り合うティース42ab同士の間には、スロット42acが設けられる。スロット42acには、コイル42b(図4において省略)が配置される。コイル42bは、絶縁部材(図示略)を介してティース42abに巻き付けられる。本実施形態において、コイル42bの巻き方は、分布巻きである。しかしながら、コイル42bの巻き方は、特に限定されるものではなく、集中巻きであっても、分布巻きであっても、その他の巻き方であってもよい。  The stator core 42a has an annular core back portion 42aa and a plurality of teeth 42ab extending radially inward from the core back portion 42aa. The plurality of teeth 42ab are arranged along the circumferential direction. A slot 42ac is provided between the teeth 42ab adjacent in the circumferential direction. A coil 42b (not shown in FIG. 4) is disposed in the slot 42ac. The coil 42b is wound around the teeth 42ab via an insulating member (not shown). In the present embodiment, the winding method of the coil 42b is distributed winding. However, the winding method of the coil 42b is not particularly limited, and may be concentrated winding, distributed winding, or other winding methods. *
本実施形態において、ステータコア42aは、96個のティース42abを有する。すなわち、本実施形態のステータ42は、96スロットである。ステータ42のスロット数は、ロータマグネット41aの極数およびコイル42bの巻き方に応じて設定される。コイル42bの巻き方が分布巻きの場合、ステータ42のスロット数は、ロータ41の極数の3倍から9倍が好ましく、6倍とすることが最も好ましい。コイル42bの巻き方が集中巻きの場合、ステータ42のスロット数は、ロータ41の極数の1.2倍以上が好ましく、1.5倍とすることが最も好ましい。  In the present embodiment, the stator core 42a has 96 teeth 42ab. That is, the stator 42 of this embodiment has 96 slots. The number of slots of the stator 42 is set according to the number of poles of the rotor magnet 41a and the winding method of the coil 42b. When the winding method of the coil 42b is distributed winding, the number of slots of the stator 42 is preferably 3 to 9 times the number of poles of the rotor 41, and most preferably 6 times. When the winding method of the coil 42b is concentrated winding, the number of slots of the stator 42 is preferably 1.2 times or more, and most preferably 1.5 times the number of poles of the rotor 41. *
ここで、12極のロータおよび92スロットのステータを有する実施参考例の発電機と、6極のロータおよび36スロットのステータを有する比較参考例の発電機と、を比較する。  Here, the generator of the reference example having a 12-pole rotor and a 92-slot stator is compared with the generator of a comparative reference example having a 6-pole rotor and a 36-slot stator. *
実施参考例の発電機は、12極のロータマグネットを有するため、ロータマグネットの各極の磁力を比較参考例と同じにする場合、ロータの直径は、比較参考例に対して2倍となる。一方で、実施参考例の発電機は、比較参考例と同じ発電量を得る場合に、軸方向の寸法を半分とすることができる。結果的に、実施参考例の発電機のロータコアの重量は、比較参考例の発電機のロータコアの重量と略同じとなる。同様に、実施参考例の発電機のステータコアの重量は、比較参考例の発電機のステータコアの重量と略同じとなる。実施参考例と比較参考例との比較から、ロータの極数およびステータのスロット数を2倍にした場合であっても、ステータコアの重量は、略同じとなる。
Since the generator of the reference embodiment has a 12-pole rotor magnet, when the magnetic force of each pole of the rotor magnet is the same as that of the comparative reference example, the diameter of the rotor is twice that of the comparative reference example. On the other hand, the generator of the embodiment reference example can halve the axial dimension when obtaining the same power generation amount as that of the comparative reference example. As a result, the weight of the rotor core of the generator of the reference example is substantially the same as the weight of the rotor core of the generator of the comparative reference example. Similarly, the weight of the stator core of the generator of the reference embodiment is substantially the same as the weight of the stator core of the generator of the comparative reference example. From the comparison between the embodiment reference example and the comparative reference example, even when the number of poles of the rotor and the number of slots of the stator are doubled, the weight of the stator core is substantially the same.
本実施形態において、発電機4は、エンジン2と同軸上に配置される。したがって、軸方向から見て、発電機4は、エンジン2と重なる。一般的に、発電機4の直径は、エンジン2を軸方向から見た寸法より小さい。したがって、発電機4は、径方向に大型化しても、軸方向から見て、エンジン2の外形の内側に配置させることができる。したがって、発電機4を径方向に大型化したとしても、パワートレイン9の軸方向から見た寸法が大型化することが抑制される。一方で、発電機4を軸方向に小型化することで、パワートレイン9の全体の軸方向寸法を小型化することができる。 すなわち、本実施形態によれば、発電機4のロータマグネット41aを多極化することで、発電機4の重量が増加することを抑制しつつ、パワートレイン9の軸方向から見た寸法の肥大化を抑制しつつ軸方向寸法を小型化できる。  In the present embodiment, the generator 4 is arranged coaxially with the engine 2. Therefore, the generator 4 overlaps the engine 2 when viewed from the axial direction. Generally, the diameter of the generator 4 is smaller than the size of the engine 2 viewed from the axial direction. Therefore, even if the generator 4 is enlarged in the radial direction, the generator 4 can be disposed inside the outer shape of the engine 2 when viewed from the axial direction. Therefore, even if the generator 4 is enlarged in the radial direction, an increase in the size of the power train 9 viewed from the axial direction is suppressed. On the other hand, by reducing the size of the generator 4 in the axial direction, the overall axial dimension of the powertrain 9 can be reduced. That is, according to the present embodiment, the rotor magnet 41a of the generator 4 is multipolarized, thereby suppressing the increase in the weight of the generator 4 and increasing the size of the power train 9 as viewed from the axial direction. The axial dimension can be reduced while suppressing. *
また、実施参考例の発電機は、比較参考例の発電機の2倍の極数を有するため、比較参考例の発電機と比較して、発電効率が最も高まるロータの回転数が約半分となる。実施参考例と比較参考例との比較から、ロータマグネットを多極化および大径化することで、少ない回転数で効率的に発電を行うことができる。すなわち、本実施形態によれば、ロータマグネット41aを多極化してロータ41を大径化することで、より少ない回転数で効率的に発電を行うことができる。結果的に、エンジン2から発電機4への動力伝達経路(第3経路73)に増速機を設ける必要がなく、モータユニット10を小型化および軽量化することができる。さらに、増速機を設ける場合と比較して、増速機における伝達損失がなく、エンジン2の動力を効率的に電力に変換できる。  In addition, since the generator of the reference embodiment has twice as many poles as the generator of the comparative reference example, the rotational speed of the rotor with the highest power generation efficiency is about half that of the generator of the comparative reference example. Become. From comparison between the working reference example and the comparative reference example, it is possible to efficiently generate power with a small number of rotations by increasing the number of rotor magnets and increasing the diameter of the rotor magnet. That is, according to the present embodiment, the rotor magnet 41a is multipolarized to increase the diameter of the rotor 41, whereby power can be generated efficiently with a smaller number of revolutions. As a result, it is not necessary to provide a speed increaser in the power transmission path (third path 73) from the engine 2 to the generator 4, and the motor unit 10 can be reduced in size and weight. Furthermore, there is no transmission loss in the speed increaser compared to the case where a speed increaser is provided, and the power of the engine 2 can be efficiently converted into electric power. *
発電機4のロータマグネット41aの極数は、8極以上とすることが好ましい。ロータマグネット41aの極数を8極以上とすることで、上述の各効果を、十分に得ることができる。さらに、ロータマグネット41aの極数は、10極以上とすることがより好ましい。ロータマグネット41aの極数を10極以上とすることで、上述の各効果を、さらに得ることができる。また、ロータマグネット41aの多極化に伴い、ステータ42のスロット数を増加させることが好ましい。より具体的には、コイル42bの巻き方を分布巻きとする場合、ステータ42のスロット数を、24以上とすることが好ましく、48以上とすることがより好ましい。また、コイル42bの巻き方を集中巻とする場合、ステータ42のスロット数を、10以上とすることが好ましく、15以上とすることがより好ましい。  The number of poles of the rotor magnet 41a of the generator 4 is preferably 8 or more. By setting the number of poles of the rotor magnet 41a to 8 poles or more, the above-described effects can be sufficiently obtained. Furthermore, the number of poles of the rotor magnet 41a is more preferably 10 poles or more. By setting the number of poles of the rotor magnet 41a to 10 or more, the above-described effects can be further obtained. Moreover, it is preferable to increase the number of slots of the stator 42 with the increase in the number of rotor magnets 41a. More specifically, when the winding method of the coil 42b is distributed winding, the number of slots of the stator 42 is preferably 24 or more, and more preferably 48 or more. Further, when the winding method of the coil 42b is concentrated winding, the number of slots of the stator 42 is preferably 10 or more, and more preferably 15 or more. *
図3に示すように、モータ軸J1とカウンタ軸J3とは、上下方向(Z軸方向)の位置が略等しい。本実施形態において、カウンタ軸J3は、モータ軸J1に対して若干下側に位置する。また、エンジン軸J2は、カウンタ軸J3に対して下側に位置する。出力軸J4は、エンジン軸J2に対してさらに下側に位置する。  As shown in FIG. 3, the motor shaft J1 and the counter shaft J3 have substantially the same vertical position (Z-axis direction). In the present embodiment, the counter shaft J3 is located slightly below the motor shaft J1. The engine shaft J2 is positioned below the counter shaft J3. The output shaft J4 is located further below the engine shaft J2. *
カウンタ軸J3は、車両の前後方向(X軸方向)において、モータ軸J1と出力軸J4との間に位置する。また、カウンタ軸J3は、車両の前後方向において、エンジン軸J2と出力軸J4との間に位置する。すなわち、車両前後方向において、モータ軸J1およびエンジン軸J2と出力軸J4との間には、カウンタ軸J3が配置される。これにより、モータ軸J1およびエンジン軸J2と出力軸J4との距離を十分に長くすることができる。結果的に、出力シャフト55とモータ1およびエンジン2との干渉を抑制できる。  The counter shaft J3 is located between the motor shaft J1 and the output shaft J4 in the vehicle front-rear direction (X-axis direction). Further, the counter shaft J3 is located between the engine shaft J2 and the output shaft J4 in the longitudinal direction of the vehicle. That is, the counter shaft J3 is disposed between the motor shaft J1, the engine shaft J2, and the output shaft J4 in the vehicle longitudinal direction. Thereby, the distance between the motor shaft J1 and the engine shaft J2 and the output shaft J4 can be sufficiently increased. As a result, interference between the output shaft 55, the motor 1, and the engine 2 can be suppressed. *
本実施形態において、エンジン軸J2および出力軸J4は、モータ軸J1およびカウンタ軸J3より下側に位置する。エンジン軸J2と出力軸J4との距離は、モータ軸J1とカウンタ軸J3との距離より、大きい。エンジン軸J2上には、エンジン2が配置される。エンジン2は、軸方向への投影面積が大きいため、出力シャフト55との干渉が問題となり易い。本実施形態の各軸の配置を採用することで、エンジン軸J2と出力軸J4との距離を十分に確保して、エンジン2と出力シャフト55との干渉を効果的に抑制できる。また、本実施形態によれば、エンジンドライブギヤ22の直径をモータドライブギヤ21の直径より大きくし易い。  In the present embodiment, the engine shaft J2 and the output shaft J4 are located below the motor shaft J1 and the counter shaft J3. The distance between the engine shaft J2 and the output shaft J4 is larger than the distance between the motor shaft J1 and the counter shaft J3. The engine 2 is disposed on the engine shaft J2. Since the engine 2 has a large projected area in the axial direction, interference with the output shaft 55 tends to be a problem. By adopting the arrangement of the axes of the present embodiment, a sufficient distance between the engine shaft J2 and the output shaft J4 can be secured, and interference between the engine 2 and the output shaft 55 can be effectively suppressed. Further, according to the present embodiment, the diameter of the engine drive gear 22 can be easily made larger than the diameter of the motor drive gear 21. *
本実施形態において、モータドライブギヤ21は、エンジンドライブギヤ22の直上に位置する。すなわち、モータドライブギヤ21は、エンジンドライブギヤ22の上側に位置し、車両前後方向(X軸方向)においてエンジンドライブギヤ22に重なって配置される。モータ1とエンジン2とは、軸方向への投影面積が大きい。また、図1に示すように、モータ1とエンジン2とは、モータ軸J1の軸方向において、カウンタギヤ23を挟んで反対側に配置される。モータドライブギヤ21とエンジンドライブギヤ22とは、ともにカウンタギヤ23に噛み合う。したがって、モータドライブギヤ21は、エンジンドライブギヤ22の直上に配置することで、軸方向から見てモータ1とエンジン2とを重ねて配置することができ、パワートレイン9の軸方向から見た寸法を小型化することができる。  In the present embodiment, the motor drive gear 21 is located immediately above the engine drive gear 22. That is, the motor drive gear 21 is positioned above the engine drive gear 22 and is disposed so as to overlap the engine drive gear 22 in the vehicle front-rear direction (X-axis direction). The motor 1 and the engine 2 have a large projected area in the axial direction. Further, as shown in FIG. 1, the motor 1 and the engine 2 are disposed on the opposite sides of the counter gear 23 in the axial direction of the motor shaft J1. Both the motor drive gear 21 and the engine drive gear 22 mesh with the counter gear 23. Accordingly, the motor drive gear 21 can be disposed so as to overlap the motor 1 and the engine 2 when viewed from the axial direction by disposing the motor drive gear 21 directly above the engine drive gear 22, and the dimensions of the power train 9 viewed from the axial direction. Can be miniaturized. *
図3に示すように、モータドライブギヤ21は、上下方向において、カウンタギヤ23の上端と下端との間に位置する。したがって、本実施形態によれば、モータユニット10を上下方向に小型化できる。  As shown in FIG. 3, the motor drive gear 21 is located between the upper end and the lower end of the counter gear 23 in the vertical direction. Therefore, according to the present embodiment, the motor unit 10 can be downsized in the vertical direction. *
以上に、本発明の実施形態および変形例を説明したが、実施形態および変形例における各構成およびそれらの組み合わせなどは一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換およびその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはない。 Although the embodiments and modifications of the present invention have been described above, the configurations and combinations thereof in the embodiments and modifications are examples, and additions and omissions of configurations are within the scope that does not depart from the spirit of the present invention. , Substitutions and other changes are possible. Further, the present invention is not limited by the embodiment.
1…モータ、2…エンジン、4…発電機、5…伝達機構(トランスアクスル)、10…モータユニット、11…モータドライブシャフト、12…エンジンドライブシャフト、12A…第1軸部、12B…第2軸部、12Ad…外歯スプライン、13…カウンタシャフト、21…モータドライブギヤ、22…エンジンドライブギヤ、23…カウンタギヤ、24…ドライブギヤ、41…ロータ、41a…ロータマグネット、42…ステータ、51…リングギヤ、55…出力シャフト、60…切り離し機構、61…スリーブ、61a…内歯スプライン、63…、シンクロナイザリング、J1…モータ軸、J2…エンジン軸、J3…カウンタ軸、J4…出力軸 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Motor, 2 ... Engine, 4 ... Generator, 5 ... Transmission mechanism (transaxle), 10 ... Motor unit, 11 ... Motor drive shaft, 12 ... Engine drive shaft, 12A ... 1st axial part, 12B ... 2nd Shaft portion, 12Ad ... external spline, 13 ... counter shaft, 21 ... motor drive gear, 22 ... engine drive gear, 23 ... counter gear, 24 ... drive gear, 41 ... rotor, 41a ... rotor magnet, 42 ... stator, 51 ... Ring gear, 55 ... Output shaft, 60 ... Detaching mechanism, 61 ... Sleeve, 61a ... Internal spline, 63 ..., Synchronizer ring, J1 ... Motor shaft, J2 ... Engine shaft, J3 ... Counter shaft, J4 ... Output shaft

Claims (11)

  1. エンジンに接続されるモータユニットであって、



     前記エンジンの動力により発電する発電機と、



     モータと、



     前記エンジン、前記発電機および前記モータの間で力を伝達し、前記エンジンおよび前記モータの動力を出力シャフトから出力する伝達機構と、を備え、



     前記伝達機構は、



      モータ軸に沿って延び前記モータにより回転させられるモータドライブシャフトと、



      前記モータドライブシャフトに固定され前記モータ軸周りを回転するモータドライブギヤと、



      エンジン軸に沿って延び前記エンジンにより回転させられるエンジンドライブシャフトと、



      前記エンジンドライブシャフトに固定され前記エンジン軸周りを回転するエンジンドライブギヤと、



      カウンタ軸に沿って延びるカウンタシャフトと、



      前記カウンタシャフトに固定され前記カウンタ軸周りを回転するカウンタギヤと、



      前記カウンタシャフトに固定され前記カウンタ軸周りを回転するドライブギヤと、



      前記ドライブギヤと噛み合い出力軸周りを回転するリングギヤと、



      前記リングギヤに接続され前記出力軸周りを回転する前記出力シャフトと、を有し、



     前記カウンタギヤは、前記モータドライブギヤおよび前記エンジンドライブギヤと噛み合う、



    モータユニット。


    A motor unit connected to the engine,



    A generator for generating power by the power of the engine;



    A motor,



    A transmission mechanism for transmitting force between the engine, the generator and the motor, and outputting power of the engine and the motor from an output shaft,



    The transmission mechanism is



    A motor drive shaft extending along the motor shaft and rotated by the motor;



    A motor drive gear fixed to the motor drive shaft and rotating around the motor shaft;



    An engine drive shaft extending along the engine axis and rotated by the engine;



    An engine drive gear fixed to the engine drive shaft and rotating around the engine axis;



    A countershaft extending along the countershaft;



    A counter gear fixed to the counter shaft and rotating around the counter shaft;



    A drive gear fixed to the countershaft and rotating around the countershaft;



    A ring gear meshing with the drive gear and rotating around an output shaft;



    The output shaft connected to the ring gear and rotating around the output shaft,



    The counter gear meshes with the motor drive gear and the engine drive gear;



    Motor unit.


  2. 前記発電機は、



      ロータと、



      前記ロータを囲むステータと、を有し、



     前記ロータは、前記エンジンドライブシャフトに固定され前記エンジン軸周りに回転する、



    請求項1に記載のモータユニット。


    The generator is



    A rotor,



    A stator surrounding the rotor,



    The rotor is fixed to the engine drive shaft and rotates about the engine axis;



    The motor unit according to claim 1.


  3. 前記伝達機構は、切り離し機構を有し、



     前記エンジンドライブシャフトは、同軸上に並ぶ第1軸部および第2軸部を有し、



     前記第1軸部には、前記発電機の前記ロータが固定され、



     前記第2軸部には、前記エンジンドライブギヤが固定され、



     前記切り離し機構は、前記第1軸部および前記第2軸部を選択的に切り離す、



    請求項2に記載のモータユニット。


    The transmission mechanism has a separation mechanism;



    The engine drive shaft has a first shaft portion and a second shaft portion arranged on the same axis,



    The rotor of the generator is fixed to the first shaft portion,



    The engine drive gear is fixed to the second shaft portion,



    The separation mechanism selectively separates the first shaft portion and the second shaft portion;



    The motor unit according to claim 2.


  4. 前記切り離し機構は、前記第1軸部および前記第2軸部の何れか一方に固定され、



     前記第1軸部および前記第2軸部の他方には、接続フランジ部が設けられ、



     前記接続フランジ部の外周面には、外歯スプラインが設けられ、



     前記切り離し機構は、



      内周面に前記外歯スプラインと噛み合う内歯スプラインが設けられ前記エンジン軸に沿って移動するスリーブと、



      前記スリーブによって前記接続フランジ部に押し当てられて前記第1軸部と前記第2軸部との回転を同期させるシンクロナイザリングと、を有する、



    請求項3に記載のモータユニット。


    The separation mechanism is fixed to one of the first shaft portion and the second shaft portion,



    A connection flange portion is provided on the other of the first shaft portion and the second shaft portion,



    An external spline is provided on the outer peripheral surface of the connection flange portion,



    The separation mechanism is



    An internal spline that meshes with the external spline on the inner peripheral surface, and a sleeve that moves along the engine shaft;



    A synchronizer ring that is pressed against the connecting flange portion by the sleeve and synchronizes the rotation of the first shaft portion and the second shaft portion;



    The motor unit according to claim 3.


  5. 前記切り離し機構は、前記第1軸部および前記第2軸部の何れか一方に固定され、



     前記第1軸部および前記第2軸部の他方には、接続フランジ部が設けられ、



     前記接続フランジ部の外周面には、外歯スプラインが設けられ、



     前記切り離し機構は、内周面に前記外歯スプラインと噛み合う内歯スプラインが設けられ前記エンジン軸に沿って移動するスリーブを有する、



    請求項3に記載のモータユニット。


    The separation mechanism is fixed to one of the first shaft portion and the second shaft portion,



    A connection flange portion is provided on the other of the first shaft portion and the second shaft portion,



    An external spline is provided on the outer peripheral surface of the connection flange portion,



    The separation mechanism includes a sleeve that is provided with an internal spline that meshes with the external spline on an inner peripheral surface and moves along the engine shaft.



    The motor unit according to claim 3.


  6. 前記モータドライブギヤの直径が、前記エンジンドライブギヤの直径より、小さい、



    請求項1~5の何れか一項に記載のモータユニット。


    A diameter of the motor drive gear is smaller than a diameter of the engine drive gear;



    The motor unit according to any one of claims 1 to 5.


  7. 前記エンジンドライブシャフトから前記出力シャフトに至る動力伝達経路の減速比は、2以上4以下である、



    請求項1~6の何れか一項に記載のモータユニット。


    The reduction ratio of the power transmission path from the engine drive shaft to the output shaft is 2 or more and 4 or less,



    The motor unit according to any one of claims 1 to 6.


  8. 前記モータ軸、前記エンジン軸、前記カウンタ軸および前記出力軸は、それぞれ車両の幅方向と平行であり、



     車両前後方向において、前記モータ軸および前記エンジン軸と前記出力軸との間には、前記カウンタ軸が配置される、



    請求項1~7の何れか一項に記載のモータユニット。


    The motor shaft, the engine shaft, the counter shaft, and the output shaft are each parallel to the width direction of the vehicle,



    In the vehicle longitudinal direction, the counter shaft is disposed between the motor shaft and the engine shaft and the output shaft.



    The motor unit according to any one of claims 1 to 7.


  9. 前記モータ軸、前記エンジン軸、前記カウンタ軸および前記出力軸は、それぞれ車両の幅方向と平行であり、



     前記エンジン軸および前記出力軸は、前記モータ軸および前記カウンタ軸より下側に位置し、



     前記エンジン軸と前記出力軸との距離は、前記モータ軸と前記カウンタ軸との距離より、大きい、



    請求項1~8の何れか一項に記載のモータユニット。


    The motor shaft, the engine shaft, the counter shaft, and the output shaft are each parallel to the width direction of the vehicle,



    The engine shaft and the output shaft are located below the motor shaft and the counter shaft,



    The distance between the engine shaft and the output shaft is larger than the distance between the motor shaft and the counter shaft.



    The motor unit according to any one of claims 1 to 8.


  10. 前記モータ軸、前記エンジン軸、前記カウンタ軸および前記出力軸は、それぞれ車両の幅方向と平行であり、



     前記モータと前記エンジンとは、前記モータ軸の軸方向において、前記カウンタギヤを挟んで反対側に配置され、



     前記モータドライブギヤは、前記エンジンドライブギヤの直上に位置する、



    請求項1~9の何れか一項に記載のモータユニット。


    The motor shaft, the engine shaft, the counter shaft, and the output shaft are each parallel to the width direction of the vehicle,



    The motor and the engine are disposed on opposite sides of the counter gear in the axial direction of the motor shaft,



    The motor drive gear is located immediately above the engine drive gear;



    The motor unit according to any one of claims 1 to 9.


  11. 前記モータドライブギヤは、上下方向において、前記カウンタギヤの上端と下端との間に位置する、



    請求項10に記載のモータユニット。
    The motor drive gear is located between the upper end and the lower end of the counter gear in the vertical direction.



    The motor unit according to claim 10.
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JP2008303939A (en) * 2007-06-06 2008-12-18 Mazda Motor Corp Driving device for vehicle

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