(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータハウジングの内部に、内側から内ロータ、ステータ、外ロータの順で同心円上に配置されるモータと、
エンジンの回転と前記内ロータの回転および前記外ロータの回転を歯車要素を介して出力ギアに選択的に伝達するプラネタリギア機構と、
前記プラネタリギア機構を収装するギアハウジングと、
を備え、
前記プラネタリギア機構の各歯車要素のうち、内ロータ及び外ロータのそれぞれと連結される２つの歯車要素の歯車は、
噛合いによって発生するスラスト荷重が前記ギアハウジングに支持され、
かつ前記スラスト荷重が前記内ロータ及び外ロータに入力されないように内ロータ及び外ロータに連結する継手手段を備えた、
ことを特徴とするハイブリッド駆動装置。
【請求項２】
前記噛み合いによって発生するスラスト荷重を受けるスラスト受け部を前記ギアハウジングの前記モータハウジングと前記ギアハウジングとの連結箇所に設け、
前記スラスト受け部に前記プラネタリギア機構を潤滑するオイルを導くオイル通路を形成した
ことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項３】
前記出力ギアを前記プラネタリギア機構の歯車要素にスラスト荷重が入力されないように連結する手段と、
前記出力ギアに働くスラスト荷重を前記出力ギアを収装するハウジングに対して支持する軸受と、
を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項４】
前記外ロータに前記出力ギアを連結した
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項５】
前記出力ギアを一対の転がり軸受を介して支持し、
前記各転がり軸受をそれぞれの転動体が外向きに傾斜するように配置し、
オイルを各転がり軸受の間にその回転軸側から導入する構成とした
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載のハイブリッド駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンとモータの出力がプラネタリギア機構を介して出力ギアに伝達されるハイブリッド駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のハイブリッド駆動装置として、特開平８−３１７６００号公報に開示されたものは、一つの軸線上に、エンジンの出力軸と、出力ギアとプラネタリギア機構と、第一のモータとをそれぞれ配置し、これに平行な他の軸線上に第二のモータを配置し、エンジンの出力をプラネタリギア機構により２つのモータおよび出力ギアに分配するようになっている。
【０００３】
そして、この場合モータとプラネタリギア機構および出力ギアは共通のハウジングに収装されており、モータのロータ軸にプラネタリギア機構のサンギアが結合され、出力ギア軸にプラネタリギア機構のリングギアが結合されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のハイブリッド駆動装置にあっては、モータのロータ軸にプラネタリギア機構のサンギアが結合される構造のため、生産時にプラネタリギア機構とモータを分けてサブアッセンブリ化することができない。このため、生産時にモータ等の性能を個別に調べることができず、生産性が悪いという問題があった。
【０００５】
さらに、出力ギアに働くスラスト荷重がプラネタリギア機構の歯車要素に入力される構造のため、プラネタリギア機構に設けられる軸受構造が大型化するという問題点があった。
【０００６】
本発明は上記の問題点を鑑みてなされたものであり、ハイブリッド駆動装置の生産性の向上をはかることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、モータハウジングの内部に、内側から内ロータ、ステータ、外ロータの順で同心円上に配置されるモータと、エンジンの回転と前記内ロータの回転および前記外ロータの回転を歯車要素を介して出力ギアに選択的に伝達するプラネタリギア機構と、前記プラネタリギア機構を収装するギアハウジングとを備え、前記プラネタリギア機構の各歯車要素のうち、内ロータ及び外ロータのそれぞれと連結される２つの歯車要素の歯車は、噛合いによって発生するスラスト荷重が前記ギアハウジングに支持され、かつ前記スラスト荷重が前記内ロータ及び外ロータに入力されないように内ロータ及び外ロータに連結する継手手段を備えたものとした。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、噛み合いによって発生するスラスト荷重を受けるスラスト受け部をギアハウジングのモータハウジングとギアハウジングとの連結箇所に設け、スラスト受け部に前記プラネタリギア機構を潤滑するオイルを導くオイル通路を形成するものとした。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、出力ギアをプラネタリギア機構の歯車要素にスラスト荷重が入力されないように連結する手段と、出力ギアに働くスラスト荷重を出力ギアを収装するハウジングに対して支持する軸受とを備えるものとした。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、外ロータに出力ギアを連結するものとした。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、出力ギアを一対の転がり軸受を介して支持し、各転がり軸受をそれぞれの転動体が外向きに傾斜するように配置し、オイルを各転がり軸受の間にその回転軸側から導入する構成とした。
【００１２】
【発明の作用および効果】
請求項１に記載の発明においては、ハウジングにプラネタリギア機構の歯車要素に働くスラスト荷重を支持するスラスト受け部を形成し、モータをプラネタリギア機構の歯車要素にスラスト荷重が入力されないように継手手段を介して連結することで、モータを組み立てたサブアッセンブリとプラネタリギア機構を組み立てたサブアッセンブリに分離することが可能となる。この結果、生産時にモータやプラネタリギア機構の性能を個別に調べることが可能となり、生産性を高められる。
【００１３】
また、モータにプラネタリギア機構からのスラスト荷重が作用しないので、モータの軸受構造の小型化がはかれるとともに耐久性が向上する。
【００１４】
請求項２に記載の発明においては、スラスト受け部にオイル通路を形成するため、オイル通路をモータの内部に配設する必要がなく、モータ側のサブアッセンブリの構造の簡素化がはかれる。
【００１５】
請求項３に記載の発明においては、出力ギアに働くスラスト荷重がプラネタリギア機構に入力されることがなく、プラネタリギア機構に設けられる軸受構造の小型化がはかれるとともに耐久性が向上する。さらに、プラネタリギア機構と出力ギアが独立して支持される構造により、例えば装置が搭載される車両に応じてプラネタリギア機構や出力ギアの設計を変更することが容易に行える。
【００１６】
請求項４に記載の発明においては、外ロータに発生するトルクが出力ギアに直接伝達される。ステータの外側に設けられる外ロータは、ステータの内側に設けられる内ロータより回転半径が大きいため、出力ギアに大きいトルクを付与できる。例えば、車両の発進時に外ロータをモータとして作動させることにより、発進加速性を高められる。
【００１７】
請求項５に記載の発明においては、各転がり軸受をそれぞれの転動体が外向きに傾斜するように配置することにより、各転がり軸受の軸スパンを短くし、コンパクト化がはかれる。オイルが各転がり軸受の間にその回転軸側から導入されることにより、オイルが遠心力を受けて各転がり軸受および出力ギアに導かれ、これらの潤滑性を確保できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２０】
図１に示すように、車両のハイブリッド駆動装置は、多重ロータ構造の多層モータ１、エンジン（図示せず）、プラネタリギア機構３、リダクションギア機構４、ディファレンシャルギア機構５等から構成される。
【００２１】
多層モータ１、エンジン、プラネタリギア機構３はそれぞれ第一の軸線Ｏ1上に設けられ、軸線Ｏ1と平行な軸線Ｏ2上にリダクションギア機構４が設けられ、同じく軸線Ｏ1と平行な軸線Ｏ3上にディファレンシャルギア機構５が設けられている。
【００２２】
エンジンまたは多層モータ１により発生する出力トルクは、出力ギア３５、リダクションギア機構４を介して反転しかつ減速してファイナルギア１８に伝達され、回転を差動させて左右の駆動輪に伝達される。
【００２３】
リダクションギア機構４のアイドラ軸３６には、出力ギア３５に噛合う一次減速ギア１６と、ディファレンシャルギア機構５のファイナルギア１８に噛合う二次減速ギア１７と、駐車時に固縛されるパーキングギア１９とがそれぞれ結合されている。
【００２４】
多層モータ１は、内ロータ１０と外ロータ３０が円筒状のステータ２０の内側と外側にそれぞれ所定のギャップをもって同心円上に配置する三層の多重ロータ構造をしている。内ロータ１０は回転可能に支持された円柱状の内ロータ軸１１と、内ロータ軸１１の外周に結合される複数の永久磁石３７によって構成され、外ロータ３０は回転可能に支持された円筒状の外ロータドラム１３と、外ロータドラム１３の内周に結合される複数の永久磁石３８によって構成される。ステータ２０は軸方向に積層される複数のコア鋼板２１と、積層されたコア鋼板２１に巻かれるコイル１５によって構成される。ステータ２０のコイル１５は内ロータ１０と外ロータ３０の間で共通化され、各コイル１５に内ロータ１０と外ロータ３０に対する回転磁場が発生するように複合電流を流すことにより、内ロータ１０と外ロータ３０を電動機または発電機として作動させる。これにより、多層モータ１の小型化がはかれるとともに、電流による損失が小さく抑えられる。この多層モータ１の基本構造については、本出願人により特願平１０−７７４４９号として、既に提案されている。
【００２５】
プラネタリギア機構３は、３つの歯車要素として、サンギア３１と、サンギア３１に噛合う複数のピニオン３２と、各ピニオン３２をピニオンシャフト３９を介して回転自在に支持するキャリア３４と、各ピニオン３２に噛合うリングギア３３とを備え、サンギア３１とキャリア３４およびリングギア３３が同心円上に配置される三層の多重軸構造をしている。
【００２６】
プラネタリギア機構３において、サンギア３１は内ロータ１０に連結され、キャリア３４はエンジン出力軸２４およびフライホイールダンパ２６を介してエンジンのクランクシャフトに連結され、リングギア３３は外ロータ３０に連結されるとともに出力ギア３５に連結される。なお、ドライブプレート４９はクランクシャフトの後端にボルト２９を介して締結される。
【００２７】
外ロータ３０はリングギア３３を介して出力ギア３５と連結されることにより、車両の発進時等に外ロータ３０から出力ギア軸４０に大きいトルクを直接付与できる。また、車両の減速時に出力ギア３５から外ロータ３０にトルクを直接付与して回生発電が有効に行われる。
【００２８】
電磁クラッチ６の非締結時には、エンジンの発生トルクが、クランクシャフトからドライブプレート４９とフライホイールダンパ２６およびエンジン出力軸２４を介してキャリア３４に伝達され、各ピニオン３２を介してサンギア３１とリングギア３３に分配される。このとき、内ロータ１０と外ロータ３０を電動機または発電機として作動させて出力ギア３５の回転速度とトルクが調節される。また、内ロータ１０を電動機として作動させてクランクシャフトを回転駆動することにより、エンジンの始動が行われる。
【００２９】
電磁クラッチ６の締結時には、エンジンの発生トルクが、クランクシャフトからドライブプレート４９、ドライブメンバ６２、ドリブンメンバ６１およびクラッチ出力軸６０を介して出力ギア３５に伝達されるため、車両の高速走行時に、エンジンの発生トルクを直接に出力ギア３５に伝達する。これら電磁クラッチ６、ドライブプレート４９、フライホイールダンパ２６およびドライブプレート４９は、フライホイールのマスの役割をする。
【００３０】
ハイブリッド駆動装置は、多層モータ１をモータハウジング４１に収装してユニット化されたサブアッセンブリ７と、プラネタリギア機構３とリダクションギア機構４およびディファレンシャルギア機構５等をギアハウジング５０とクラッチハウジング５７に収装してユニット化されたサブアッセンブリ８に分離できる構造とする。
【００３１】
図２にも示すように、多層モータ１のモータハウジング４１は、有底円筒状をし、その底部となる後壁部４１ａに複数のボルト４３を介して円筒状のステータ２０が略同心的に締結される。これにより、ステータ２０はモータハウジング４１に片持ち支持される。モータハウジング後壁部４１ａとステータ２０の後面の間には円盤状のセパレートプレート４６とステータブラケット４４が介装され、ステータ２０の前面に接合する円盤状のフロントプレート４５が設けられる。各ボルト４３はモータハウジング後壁部４１ａ、セパレートプレート４６、ステータブラケット４４、ステータ２０を貫通し、フロントプレート４５に螺合することにより、ステータ２０をモータハウジング４１に対して締結する。
【００３２】
外ロータ３０の両端に設けられる外ロータ軸部３０ａ，３０ｂは、ボールベアリング６３，６４とボールベアリング６５をそれぞれ介して回転可能に両持ち支持される。
【００３３】
外ロータ３０の出力を取り出す側に位置する外ロータ軸部３０ａは、永久磁石３８が結合される円筒状の外ロータドラム１３と、外ロータドラム１３のスラスト支持部材に分割される。外ロータドラム１３のスラスト支持部材として、アウタードラムカバー２３が複数のボルト２８を介して外ロータドラム１３の前端部に締結されるとともに、アウタードラムカバー２３の内周端にインナードラムカバー２７が溶接により固着される。アウタードラムカバー２３はノックピン１６６を介して外ロータドラム１３に対する位置決めが行われる。
【００３４】
ギアハウジング５０、アウタードラムカバー２３、外ロータドラム１３、モータハウジング４１内に冷却風を導く開口部５０ｗ，２３ｗ，１３ｗ，４１ｗがそれぞれ形成される。アウタードラムカバー２３は冷却フィン２３ａを有し、プレス加工により形成される。外ロータ３０の回転に伴い冷却フィン２３ａによってステータ２０のまわりに送風され、ステータ２０の冷却が行われる。開口部４１ｗ、５０ｗにはエアフィルタ１７０，１７１が取付けられる。モータハウジング４１内には冷却空気がエアフィルタ１７０，１７１を介して取り込まれることにより、モータハウジング４１内に鉄粉等が侵入することを防止し、鉄粉が永久磁石３７，３８に付着しないようにしている。
【００３５】
インナードラムカバー２７は円筒軸部２７ａとスケール部２７ｂを有する。インナードラムカバー２７は鋳造もしくは鍛造により形成される。アウタードラムカバー２３とインナードラムカバー２７はビーム溶接により固着され、両者の熱変形が抑えられる。
【００３６】
一対のボールベアリング６３，６４は、外ロータ軸部３０ａを挟むようにしてギアハウジング５０とステータ２０の間に介装される。
【００３７】
深玉式ボールベアリング６３はそのインナーレースの後端が外ロータ軸部３０ａの円筒軸部２７ａに当接し、そのアウターレースの前端がシム６６を介してギアハウジング５０に当接している。深玉式ボールベアリング６４はそのインナーレースの後端が外ロータ軸部３０ａの円筒軸部２７ａに当接し、そのアウターレースの前端がステータ２０のフロントプレート４５に当接している。外ロータドラム１３は前方（図中右方向）に移動させようとするスラスト荷重に対してボールベアリング６３により支持される。外ロータドラム１３は後方（図中左方向）に移動させようとするスラスト荷重に対してボールベアリング６４を介して支持される。
【００３８】
外ロータ３０の出力を取り出さない側に位置する外ロータ軸部３０ｂは、  外ロータドラム１３の後端部に一体形成される。ボールベアリング６５は、外ロータ軸部３０ｂとモータハウジング４１の間に介装される。深玉式ボールベアリング６５はそのインナーレースがスナップリング６７を介してモータハウジング４１の筒部４１ｃに固定され、そのアウターレースに外ロータ軸部３０ｂが摺動可能に嵌合する。外ロータドラム１３は、ラジアル荷重に対して各ボールベアリング６３，６４，６５に分担して支持される。
【００３９】
外ロータ軸部３０ｂの開口径はステータ２０の外径より小さいため、サブアッセンブリ７の組み立て時、モータハウジング４１に対して外ロータドラム１３をステータ２０より先に組み付ける必要がある。このため、外ロータドラム１３とアウタードラムカバー２３を互いに分離可能とするとともに、外ロータ軸部３０ｂのスラスト方向の位置決めが不要な構造としている。サブアッセンブリ７の組み立て時、モータハウジング４１にボールベアリング６５をスナップリング６７を介して結合し、外ロータ軸部３０ｂをボールベアリング６５のアウターレースに嵌合した後に、ステータ２０をモータハウジング４１に各ボルト４３を介して締結し、アウタードラムカバー２３を外ロータドラム１３の前端部に各ボルト２８を介して締結する。
【００４０】
内ロータ１０の出力を取り出す側に位置する内ロータ軸部１０ａは、内ロータ軸１１の途中に一体形成される。深玉式ボールベアリング７１は、そのインナーレースが内ロータ軸部１０ａに嵌合し、スナップリング７３を介して固定され、そのアウターレースが外ロータ軸部３０ａの円筒軸部２７ａの内側に嵌合し、スナップリング７４を介して固定される。
【００４１】
内ロータ１０の出力を取り出さない側に位置する内ロータ軸部１０ｂは、内ロータ軸１１の後端部に一体形成される。ラジアルニードルベアリング７２は、モータハウジング後壁部４１ａの内周面と内ロータ軸部１０ａの間に介装される。ラジアルニードルベアリング７２はステータブラケット４４とエンドプレート７５の間に挟まれ、スラスト方向の位置決めが行われる。
【００４２】
サブアッセンブリ７に介装される深玉式ボールベアリング６３，６４，６５，７１およびラジアルニードルベアリング７２は、グリスが封入されたシール付き構造となっている。
【００４３】
内ロータ軸１１はラジアル荷重に対してボールベアリング７１とラジアルニードルベアリング７２に分担して支持される。内ロータ軸１１はスラスト荷重に対してラジアルニードルベアリング７２を介して支持されず、ボールベアリング７１のみを介して支持される。
【００４４】
多層モータ１は、冷却液をステータ２０の後端から出入りさせ、ステータ２０において冷却液を軸方向に流しかつステータ２０の前端でＵターンさせる構成とする。
【００４５】
ステータ２０に冷却液を循環させるウォータジャケット８０は、コア鋼板２１のボルト４３を貫通させるボルト穴８１とボルト軸部４３ａの外周面の間に画成される。ボルト４３は軸部４３ａの外径がネジ部４３ｂの外径より小さく形成されるため、ボルト４３とボルト穴８１との間に冷却液の流路断面積が十分に確保される。
【００４６】
図７は図２のＥ−Ｅ線に沿うステータ２０の断面図であり、コア鋼板２１は周方向について１８枚に分割されており、樹脂モールド８３を介して互いに結合される。１枚のコア鋼板２１に対して２個のコイル１５が巻かれ、ステータ２０全体では合計３６個のコイル１５が巻かれる。各コア鋼板２１は半径方向に延びる２本の芯部２１ａを有し、各芯部２１ａにコイル１５が巻かれる。
【００４７】
ウォータジャケット８０の数はコイル１５の数の１／２、すなわち１８個に設定される。各ウォータジャケット８０を画成するボルト穴８１は、隣り合うコア鋼板２１の間に形成される。
【００４８】
図８は図２のＦ−Ｆ線に沿うフロントプレート４５の正面図であり、フロントプレート４５には隣り合う２つのウォータジャケット８０を連通するＵターン流路８４が形成される。一つのウォータジャケット８０を通って前方（図２において右方向）に流れた冷却液はＵターン流路８４を通って隣り合うウォータジャケット８０に流入し、ウォータジャケット８０を通って後方（図２において左方向）に流れるようになっている。すなわち、入口８５からウォータジャケット８０を前方に向かう冷却液の流れと、Ｕターン流路８４を経て後方に向かう冷却液の流れが交互に並ぶように構成される。図８において、１１９は各ボルト４３のネジ部４３ａが螺合するネジ穴であり、ボルト４３とネジ穴１１９の間は液体ガスケットを介して密封される。
【００４９】
冷却液を各ウォータジャケット８０に出入りさせる流路は、積層されたエンドプレート７５、モータハウジング後壁部４１ａ、セパレートプレート４６、ステータブラケット４４に設けられる。この各部材の間は液体シートゴムコーティング等のガスケットを介して密封される。
【００５０】
モータハウジング４１はその後壁部４１ａの外周から後方に突出する筒部４１ｃを有し、筒部４１ｃの外周面にボールベアリング６５のインナーレースが嵌合し、筒部４１ｃの内側にエンドプレート７５が配置される。冷却液を各ウォータジャケット８０に出入りさせる流路は、モータハウジング４１の筒部４１ｃより内側のスペースに設けられる。
【００５１】
エンドプレート７５はモータハウジング後壁部４１ａの後部に接合し、複数のボルト７６を介して締結される。各ボルト７６はエンドプレート７５、モータハウジング後壁部４２を貫通し、ステータブラケット４４に螺合する。
【００５２】
図３はエンドプレート７５等を図２の矢印Ａ方向から見た図であり、エンドプレート７５には冷却液を各ウォータジャケット８０に出入りさせる冷却液通路として入口８５と出口８６が開口される。入口８５はこれに接続する図示しない配管を介してポンプの吐出側に連通する。出口８６はこれに接続する図示しない配管とラジエータ（熱交換器）を介してポンプの吸込側に連通する。入口８５と出口８６はボールベアリング６５の間に配置される。
【００５３】
内ロータ１０と外ロータ３０を同期回転させるため、内ロータ１０と外ロータ３０の位相を検出する回転角センサ１１３，１１４が設けられる。各回転角センサ１１３，１１４からの信号が入力される制御回路（図示せず）では、内ロータ１０と外ロータ３０に対する必要トルク（正負あり）のデータに基づいてＰＷＭ信号を発生させる。
【００５４】
回転角センサ１１４は、ギアハウジング５０にボルト１６５を介して締結され、インナードラムカバー２７のスケール部２７ｂに対峙して外ロータ３０の位相を検出する。
【００５５】
図３において、１１６は各コイル１５に電流を導く電線であり、各電線１１６と回転角センサ１１３を樹脂モールドを介して一体化したユニット部品１１７が３本のボルト７９を介して締結される。回転角センサ１１３の回転部には、内ロータ軸１１に後端がスプラインまたは２面幅をもって結合され、内ロータ軸１１のスラスト方向の変位を許容する。
【００５６】
ユニット部品１１７は、入口８５と出口８６の内側に位置して内ロータ１０との間に配置され、ユニット部品１１７が多層モータ１の後端から突出しないようになっている。
【００５７】
図４は図２においてＢ−Ｂ線に沿うモータハウジング後壁部４１ａの断面図であり、モータハウジング後壁部４１ａには２条の環状流路８７，８８が同心上に形成される。内側の環状流路８７はエンドプレート７５の入口８５に連通し、外側の環状流路８８はエンドプレート７５の出口８６に連通する。各環状流路８７，８８は各ボルト７６を挿通させる穴８９と、各ボルト７９を挿通させる穴９０を避けるようにして湾曲して形成される。図４において、９６はボルト４３を挿通させる穴である。
【００５８】
図５は図２においてＣ−Ｃ線に沿うセパレートプレート４６の正面図であり、セパレートプレート４６には各環状流路８７，８８に連通する穴９１，９２が９個づつ形成される。便宜上、図５にはモータハウジング後壁部４１ａ側に形成された各環状流路８７，８８を２点鎖線で示している。また、図５において、９７はボルト４３を挿通させる穴、９８はボルト７６を挿通させる穴、９９はボルト７９を挿通させる穴である。
【００５９】
図６は図２においてステータブラケット４４の正面図であり、ステータブラケット４４には放射状に延びる放射状流路９３，９４が９本づつ形成される。放射状流路９３の内周端部は穴９１を介して環状流路８７に連通し、放射状流路９４の内周端部は穴９２を介して環状流路８８に連通している。便宜上、図６にはモータハウジング後壁部４１ａ側に形成された各環状流路８７，８８を２点鎖線で示している。各放射状流路９３，９４は放射状に延び、それぞれの外周端部が各ボルト４３を挿通させる穴９５に接続して、各ウォータジャケット８０に連通している。また、図６において、１２１はボルト７６を挿通させる穴、１２２はボルト７９を挿通させる穴である。
【００６０】
図９に示すように、ギアハウジング５０にはプラネタリギア機構３に働くスラスト荷重を受けるスラスト受け壁部５０ａが形成される。そして、内ロータ軸１１の前端部はサンギア３１に継手手段としてスプライン１２５を介して連結されるとともに、エンジン出力軸２４に対してラジアルブッシュベアリング１２６を介して回転方向とスラスト方向に摺動可能に連結される。さらに、円筒軸部２７ａはリングギア３３の回転メンバ１２９に継手手段としてスプライン１２７を介して結合される。これにより、内ロータ１０とサンギア３１の間で回転が伝達され、外ロータ３０とリングギア３３の間で回転が伝達されるが、プラネタリギア機構３から内ロータ軸１１にスラスト荷重が働かない。
【００６１】
プラネタリギア機構３から内ロータ軸１１にスラスト荷重が働かない構造により、サブアッセンブリ７とサブアッセンブリ８をそれぞれユニット化することが可能となる。多層モータ１はサブアッセンブリ７単体の状態でも内ロータ軸１１をスラスト方向に支持して電動機または発電機として作動させることが可能となる。
【００６２】
回転メンバ１２９はリングギア３３の外周にスプライン１２８を介して連結される。回転メンバ１２９とギアハウジング５０のスラスト受け壁部５０ａの間にはスラストニードルベアリング１３０が介装される。各ピニオンシャフト３９およびキャリア３４の後端部に結合された円盤状プレート１３２の間にはスラストニードルベアリング１３１が介装される。回転メンバ１２９はスラスト荷重に対して各スラストニードルベアリング１３０，１３１により支持される。回転メンバ１２９とギアハウジング５０の間にはラジアルブッシュベアリング１３４が介装され、回転メンバ１２９はラジアル荷重に対してこのラジアルブッシュベアリング１３４により支持される。
【００６３】
内ロータ軸１１と回転メンバ１２９の間にはスリーブ１３５が介装され、スリーブ１３５とサンギア３１の間にスラストニードルベアリング１３６が介装される。サンギア３１とキャリア３４の間にスラストニードルベアリング１３７が介装される。
【００６４】
キャリア３４はエンジン出力軸２４に対してスプライン１３８を介して連結される。キャリア３４とリングギア３３の回転メンバ２５の間にはスラストニードルベアリング１４１が介装される。
【００６５】
出力ギア３５は出力ギア軸４０の同心円上に配置され、出力ギア３５と出力ギア軸４０は円盤状のディスク部４８を介して一体形成される。出力ギア軸４０の内周にはリングギア３３の回転メンバ２５がスプライン１４２を介して連結されるとともに、クラッチ出力軸６０がスプライン１４３を介して連結される。
【００６６】
円筒軸部２７ａのスプライン１２７、キャリア３４のスプライン１３８等はブローチ加工により形成される。
【００６７】
クラッチハウジング５７にはサブハウジング１４７が複数のボルト１４８を介して締結され、出力ギア軸４０はクラッチハウジング５７とサブハウジング１４７の間に一対のローラベアリング（転がり軸受）１４４，１４５を介して支持される。ローラベアリング１４５はサブハウジング１４７とディスク部４８の間に介装される。ローラベアリング１４５はクラッチハウジング５７とディスク部４８の間に介装される。
【００６８】
ローラベアリング１４４はそのインナーレースの前端がクラッチハウジング５７に当接し、そのアウターレースの後端が出力ギア３５のディスク部４８に当接している。出力ギア３５は前方（図中右方向）に移動させようとするスラスト荷重に対してローラベアリング１４４により支持される。
【００６９】
ローラベアリング１４５はそのインナーレースの後端がサブハウジング１４７に当接し、そのアウターレースの前端が出力ギア３５のディスク部４８に当接している。出力ギア３５は後方（図中左方向）に移動させようとするスラスト荷重に対してローラベアリング１４５により支持される。
【００７０】
各ローラベアリング１４４，１４５は各円錐ころ（転動体）が外向きに傾斜するように配置され、各ローラベアリング１４４，１４５間の軸スパンを短くしている。
【００７１】
プラネタリギア機構３と各ローラベアリング１４４，１４５等を強制的に潤滑するため、ギアハウジング５０のスラスト受け壁部５０ａにはギアハウジング５０内にオイルを導入するオイル通路としてのオイル入口１５０が形成される。図示しない電動オイルポンプから吐出するオイルは、オイル入口１５０に導入された後、ラジアルブッシュベアリング１３４に形成された環状流路１５１、スリーブ１３５に形成された環状流路１５２等を通って内ロータ軸１１内のオイルギャラリ１５３に流入する。オイルギャラリ１５３に流入したオイルの一部はラジアルブッシュベアリング１２６を通ってプラネタリギア機構３に導かれ、残りはエンジン出力軸２４内のオイルギャラリ１５４、出力ギア軸４０に形成された複数の通孔１５５、ディスク部４８に形成された複数の穴１５６を通って各ローラベアリング１４４，１４５や出力ギア３５に導かれる。こうして各部を潤滑したオイルは、ギアハウジング５０に接続した図示しない戻し通路を介して回収される。また、通孔１５５は、ベアリング抜き時の作業窓を兼ねている。
【００７２】
ギアハウジング５０と回転メンバ１２９の間にオイルシール１６１が、回転メンバ１２９と内ロータ軸１１の間にオイルシール１６２が、クラッチハウジング５７とクラッチ出力軸６０の間にオイルシール１６３が、クラッチ出力軸６０とエンジン出力軸２４の間にオイルシール１６４がそれぞれ介装される。各オイルシール１６１軸部１６４は、プラネタリギア機構３と各ローラベアリング１４４，１４５等に導かれるオイルが多層モータ１側あるいは電磁クラッチ６側に漏れ出さないように密封している。
【００７３】
以上のように構成される本発明の実施の形態につき、次に作用を説明する。
【００７４】
例えば車両の通常走行時に、エンジン２の発生トルクが、クランクシャフトからドライブプレート４９、フライホイールダンパ２６およびエンジン出力軸２４を介してキャリア３４に伝達され、各ピニオン３２を介してサンギア３１とリングギア３３に分配される。このとき、内ロータ１０と外ロータ３０を電動機または発電機として作動させることにより、出力ギア軸４０の回転速度とトルクが調節される。
【００７５】
ステータ２０の外側に設けられる外ロータ３０は、ステータ２０の内側に設けられる内ロータ１０に比べて、その回転半径が大きいため、その発生トルクを高めることができる。外ロータ３０がリングギア３３を介して出力ギア軸４０と一体となって回転することにより、車両の発進時等に外ロータ３０から出力ギア軸４０に大きいトルクを直接付与して、発進時の加速性を確保できる。また、車両の減速時に出力ギア軸４０から外ロータ３０にトルクを直接付与して回生発電が有効に行われる。
【００７６】
車両の高速走行時に、電磁クラッチ６が締結することで、エンジンの発生トルクを直接に出力ギア軸４０に伝達することにより、エンジン出力をプラネタリギア機構３で分割し、内ロータ１０で発電し、外ロータ３０を駆動することなしに、エンジンと出力ギア軸４０を直結することで、高速走行時に要求される内ロータ１０の発電量が小さくて済み、内ロータ１０の小型化が可能となる。
【００７７】
ところで、多層モータ１の内ロータ１０と外ロータ３０が同心円上に配置されるとともに、これと同軸上にあってプラネタリギア機構３のサンギア３１、キャリア３４、リングギア３３がやはり同心円上に配置される構造により、装置のコンパクト化がはかれる。この結果、車両に搭載する場合に多層モータ１の大きさに対する制限を小さくするとともに、出力ギア３５から出力を取り出す構造を簡素化できる。
【００７８】
多層モータ１において、外ロータドラム１３は、ラジアル荷重に対して各ボールベアリング６３，６４，６５に分担して支持される。ボールベアリング６５とボールベアリング６３，６４の支持スパンを十分にとれるため、外ロータドラム１３の支持剛性が十分に確保され、外ロータ３０とステータ２０のギャップを適正に維持できる。
【００７９】
外ロータ３０は、スラスト荷重に対してボールベアリング６５を介して支持されず、出力取り出し側に設けられる一対のボールベアリング６３，６４によって支持される。これにより、外ロータ軸部３０ｂに対するボールベアリング６５の位置決めを行うスナップリング等が不要となり、外ロータドラム１３の前後長を短縮できる。
【００８０】
サブアッセンブリ７の組み立て時、モータハウジング４１にボールベアリング６５をスナップリング６７を介して結合した後、外ロータ軸部３０ｂをボールベアリング６５のアウターレースに嵌合する。ボールベアリング６５に対する外ロータ軸部３０ｂのスラスト方向の位置決めが不要な構造としているため、モータハウジング４１に対する外ロータ３０に組み付けが容易に行え、生産性を高められる。
【００８１】
また、サブアッセンブリ７の組み立て時、モータハウジング４１に対して外ロータドラム１３をアウタードラムカバー２３等と分離してステータ２０より先に組み付ける構造としたことにより、外ロータ軸部３０ｂの開口径をステータ２０の外径より小さく形成することが可能となる。この結果、ボールベアリング６５を小径化して、外ロータ３０の最高回転数を高めることができる。
【００８２】
内ロータ１０は、ラジアル荷重に対してボールベアリング７１とラジアルニードルベアリング７２に分担して支持される。内ロータ１０は、スラスト荷重に対してラジアルニードルベアリング７２を介して支持されず、ボールベアリング７１のみを介して支持される。これにより、内ロータ軸部１０ｂを薄いラジアルニードルベアリング７２によって支持することが可能となる。
【００８３】
多層モータ１の後部に設けられるボールベアリング６５とラジアルニードルベアリング７２をそれぞれラジアル荷重のみを支持する構造として小型化をはかることにより、両者の間にステータ２０に対する支持構造を設けるスペースやステータ２０を冷却する冷却液が出入りするスペースを確保することが可能となる。
【００８４】
ラジアルニードルベアリング７２は、ステータブラケット４４とエンドプレート７５の間に挟まれることによりスラスト方向の位置決めが行われ、構造の簡素化がはかれる。
【００８５】
回転角センサ１１４は、インナードラムカバー２７のスケール部２７ｂに対峙して外ロータ３０の位相を検出する。スケール部２７ｂを一対のボールベアリング６３，６４によって支持されるインナードラムカバー２７に一体形成することにより、回転角センサ１１４に対するスケール部２７ｂの変位が小さく抑えられ、回転角センサ１１４の検出精度を十分に確保できる。
【００８６】
そして、多層モータ１においてステータ２０の銅損や鉄損によって発生する熱を吸収するため、ステータ２０の内部に冷却液が循環する。しかし、ステータ２０は片持ち支持され、ステータ２０の前端に対峙して外ロータ３０のアウタードラムカバー２３等が回転する構造のため、ステータ２０の前端に冷却液通路を接続することが難しい。これに対処して、ステータ２０において冷却液を軸方向に流しかつステータ２０の前端でＵターンさせる構成とし、冷却液をステータ２０の後端から出入りさせるようにする。
【００８７】
ポンプから吐出する冷却液は、入口８５と環状流路８７と穴９１および放射状流路９３を通って各ウォータジャケット８０に分流する。各ウォータジャケット８０を循環する冷却液は、ステータ２０の熱を吸収し、放射状流路９４と穴９２と環状流路８８および出口８６を通って流出し、ラジエータを介して外気に放熱した後、ポンプに吸い込まれる。
【００８８】
ウォータジャケット８０をステータ２０を締結する各ボルト４３のまわりに画成することにより、コイル１５の内側に位置した限られたスペースにおいて各ウォータジャケット８０を密に配置することが可能となり、ステータ２０の冷却が十分に行われる。また、ウォータジャケット８０のためにステータ２０が大型化することを避けられる。
【００８９】
ウォータジャケット８０の数をコイル１５の数の整数分の１に設定し、各ウォータジャケット８０に対して熱の発生源となる各コイル１５が対称的に配置されることにより、ステータ２０の冷却が周方向について均一化して行われる。
【００９０】
冷却液はウォータジャケット８０を流れる過程でステータ２０の熱を吸収して次第に上昇するが、ウォータジャケット８０を前方に向かう冷却液の流れと後方に向かう冷却液の流れが交互に配置されることにより、ステータ２０の冷却が周方向について均一に行われる。
【００９１】
各環状流路８７，８８が形成されたモータハウジング後壁部４１ａと、各放射状流路９３，９４が形成されたステータブラケット４４を積層する構造により、ボールベアリング６５と内ロータ軸１１間の限られたスペースに冷却液を各ウォータジャケット８０に出入りさせる流路を形成することが可能となる。こうして冷却液の流路を小さいスペースに収めることにより、ボールベアリング６５を小径化して、外ロータ３０の最高回転数を高められる。
【００９２】
また、組立上ハウジング部は小穴であり、組立後に端子板にハンダ付け等をするため、各電線１１６の端子板と回転角センサ１１３を樹脂モールドを介して一体化したユニット部品１１７を設けることにより、各コイル１５に電流を導く電線１１６と回転角センサ１１３の組み付けが容易になり、生産性を高められる。
【００９３】
ユニット部品１１７は、入口８５と出口８６と内ロータ１０との間のスペースに配置されることにより、ユニット部品１１７が多層モータ１の後端から突出することがなく、多層モータ１の前後長を短くできる。
【００９４】
プラネタリギア機構３を収装するギアハウジング５０にプラネタリギア機構３に働くスラスト荷重を受けるスラスト受け部５０ａを有し、内ロータ１０をサンギア３１にスラスト荷重が入力されないように連結するスプライン１２５を備え、外ロータ３０をリングギア３３にスラスト荷重が入力されないように連結するスプライン１２７を備える構造により、多層モータ１を組み立てたサブアッセンブリ７とプラネタリギア機構３等を組み立てたサブアッセンブリ８に分離することが可能となる。この結果、生産時にはサブアッセンブリ７単体の状態で多層モータ１を試験機を介して作動させ、予め多層モータ１の性能等を調べることができる。
【００９５】
また、プラネタリギア機構３から内ロータ軸１１にスラスト荷重が働かない構造により、多層モータ１においてスラスト荷重を支持する各ボールベアリング６３，６４，７１が大型化することを避けられ、これらの耐久性が向上する。
【００９６】
ハスバ歯車で構成される出力ギア３５に働く比較的大きいスラスト荷重は、一対のローラベアリング１４４，１４５を介して支持される。これにより、出力ギア軸４０に働くスラスト荷重がスプライン１４２を介してプラネタリギア機構３に入力されることがなく、プラネタリギア機構３の作動性を確保できる。また、プラネタリギア機構３においてスラストニードルベアリング１３０，１３１，１３６，１３７，１４１で構成される軸受構造が大型化することが避けられ、耐久性が向上する。さらに、プラネタリギア機構３と出力ギア軸４０が独立して支持される構造により、搭載される車両に応じてプラネタリギア機構３や出力ギア３５の設計を変更することが容易に行える。
【００９７】
各ローラベアリング１４４，１４５は各円錐ころが外向きに傾斜するように配置され、各ローラベアリング１４４，１４５間の軸スパンを短くしている。これにより、多層モータ１とエンジン間の限られたスペースにおいて、プラネタリギア機構３と出力ギア３５および電磁クラッチ６を並列に配置することが可能となる。
【００９８】
オイル入口１５０に導入されるオイルは、ラジアルブッシュベアリング１３４に形成された環状流路１５１、スリーブ１３５に形成された環状流路１５２等を通って内ロータ軸１１内のオイルギャラリ１５３に流入する。オイルギャラリ１５３に流入したオイルの一部はラジアルブッシュベアリング１２６を通ってプラネタリギア機構３に導かれ、残りはエンジン出力軸２４内のオイルギャラリ１５４、出力ギア軸４０に形成された複数の通孔１５５、ディスク部４８に形成された複数の穴１５６を通って各ローラベアリング１４４，１４５や出力ギア３５に導かれる。各ローラベアリング１４４，１４５および出力ギア３５にはオイルが遠心力を受けて導かれ、これらの潤滑性を確保できる。
【００９９】
スラスト受け部５０ａに形成されたオイル入口１５０に導入されるオイルがプラネタリギア機構３や出力ギア３５等に導かれる構造のため、オイル入口１５０等で構成されるオイル通路を全てサブアッセンブリ８に収めることが可能となり、オイル入口１５０等をサブアッセンブリ７に設ける必要がなく、構造の簡素化がはかれる。
【０１００】
なお、他の実施の形態として、多層モータ１をステータ２０に内ロータ１０と外ロータ３０に対してそれぞれ専用のコイルを設ける構造とすることも可能である。しかし、その場合、機構が大型化するとともに、電流による損失が大きくなる。
【０１０１】
さらに、多層モータ１は内ロータ１０と外ロータ３０にコイルを備える誘導型モータを用いてもよい。
【０１０２】
さらに、また、前記実施の形態では外ロータ３０と内ロータ１０が別体に回転する構成としたが、これに限定されるものではなく、外ロータ３０と内ロータ１０が一体的に回転する構成としてもよい。
【０１０３】
また、前記実施の形態において外ロータ３０と内ロータ軸１０の出力をそれぞれの前端側から取り出す構成としたが、内ロータ軸１１の出力をその後端側から取り出す構成としてもよい。
【０１０４】
また、電磁クラッチ６にかえて乾式単板クラッチ、湿式多板クラッチ等を設けてもよい。
【０１０５】
また、アウタードラムカバー２３とインナードラムカバー２７は、リベットを介して互いに結合してもよい。
【０１０６】
また、モータハウジング後壁部４１ａには各環状流路をエンドプレート７５側に面して形成し、かつ各環状流路とステータブラケット４４の各放射状流路９３を連通する穴を形成してもよい。この場合、セパレートプレート４６を廃止することが可能となる。
【０１０７】
また、ラジアルブッシュベアリング１２６にかえてニードルベアリングを設けてもよい。この場合、プラネタリギア機構３に導かれるオイル量を増やすことができる。
【０１０８】
なお、本発明は前記実施の形態のようにエンジンと組み合わせたハイドリッド駆動装置を構成する多層モータ１に限らず、他の装置に用いられる多層モータにも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示すハイブリッド駆動装置の断面図。
【図２】同じくモータ等の断面図。
【図３】同じく図２の矢印Ａ方向から見た正面図。
【図４】同じく図２のＢ−Ｂ線に沿う断面図。
【図５】同じく図２のＣ−Ｃ線に沿うセパレートプレートの正面図。
【図６】同じく図２のＤ−Ｄ線に沿うステータブラケットの正面図。
【図７】同じく図２のＥ−Ｅ線に沿う断面図。
【図８】同じく図２のＦ−Ｆ線に沿うフロントプレートの正面図。
【図９】同じくプラネタリギア機構等の断面図。
【符号の説明】
１  多層モータ
３  プラネタリギア機構
４  リダクションギア機構
５  ディファレンシャルギア機構
６  電磁クラッチ
７  サブアッセンブリ
８  サブアッセンブリ
１０  内ロータ
１０ａ  内ロータ軸部
１０ｂ  内ロータ軸部
１１  内ロータ軸
１３  外ロータドラム
１５  コイル
２０  ステータ
２１  コア鋼板
２３  アウタードラムカバー
２４  エンジン出力軸
２７  インナードラムカバー
２７ａ  円筒軸部
２７ｂ  スケール部
３０  外ロータ
３０ａ  外ロータ軸部
３０ｂ  内ロータ軸部
３１  サンギア
３２  ピニオン
３３  リングギア
３４  キャリア
３５  出力ギア
４０  出力ギア軸
４１  モータハウジング
４１ａ  モータハウジング後壁部
４３  ボルト
４４  ステータブラケット
４５  フロントプレート
４６  セパレートプレート
５０  ギアハウジング
５０ａ  スラスト受け部
６０  クラッチ出力軸
５７  クラッチハウジング
８０  ウォータジャケット
８１  ボルト穴
６３  ボールベアリング
６４  ボールベアリング
６５  ボールベアリング
７１  ボールベアリング
７２  ラジアルニードルベアリング
７５  エンドプレート
８４  Ｕターン流路
８５  冷却液入口
８６  冷却液出口
８７  入口側環状流路
８８  出口側環状流路
９３  入口側放射状流路
９４  出口側放射状流路
１１３  回転角センサ
１１４  回転角センサ
１１６  電線
１１７  ユニット部品
１２６  ラジアルブッシュベアリング
１２９  回転メンバ
１３４  ラジアルブッシュベアリング
１４４  ローラベアリング
１４５  ローラベアリング
１５０  オイル入口
１５３  オイルギャラリ
１５４  オイルギャラリ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
0003653991.tif 000005
【図５】
0003653991.tif 000006
【図６】
0003653991.tif 000007
【図７】
0003653991.tif 000008
【図８】
0003653991.tif 000009
【図９】
0003653991.tif 000010