(57)【要約】【課題】内燃エンジンのクランクシャフトと結合される電気機械を有すると共に、内燃エンジンへの取付前の当該電気機械のロータ及びステータの金属成分及び／または磁石成分の間の接触が防止されたハイブリッド駆動装置を提供すること。【解決手段】本発明に従うハイブリッド駆動装置では、少なくとも一つの半径方向ストッパ（１５）が設けられており、それは、電気機械（３）のロータ（４）と内燃エンジン（１）のクランクシャフト（９）とが互いに結合されていない状態では、ロータ（４）及びステータ（５）の金属成分及び／または磁石成分の間の接触を防止し、ロータ（４）のクランクシャフト（９）との結合後は、ロータ（４）は自由に回転可能である。【選択図】図２
2008050000.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃エンジン（１）と変速機（２）との間に設置するための、自動車のためのハイブリッド駆動装置であって、
モータまたは発電機として作動可能で、少なくとも一つのロータ（４）及び一つのステータ（５）を含んでいる、電気機械（３）を備えており、
前記ロータ（４）は、変速機側の軸受（６）と内燃エンジン側の軸受を有しており、
前記ロータ（４）と前記内燃エンジン（１）のクランクシャフト（９）との間には、回転しない接続部、例えば柔軟プレートまたは回転（ねじれ）揺動ダンパ、が形成可能であり、
前記ロータ（４）の内燃エンジン側の軸受は、少なくとも一つの内燃エンジン（１）のクランクシャフト用軸受（１０）によって行われ、
前記電気機械（３）は、永久磁石を含んでおり、
少なくとも一つの半径方向ストッパ（１５）が設けられており、それは、前記ロータ（４）と前記クランクシャフト（９）とが互いに結合されていない状態では、前記ロータ（４）及び前記ステータ（５）の金属成分及び／または磁石成分の間の接触を防止し、
前記ロータ（４）の前記クランクシャフト（９）との結合後は、前記ロータ（４）は自由に回転可能である
ことを特徴とするハイブリッド駆動装置。
【請求項２】
前記半径方向ストッパ（１５）は、前記ロータ（４）及び前記ステータ（５）の内燃エンジン側の端部に設けられている
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】
前記半径方向ストッパ（１６）は、前記ロータ（４）及び前記ステータ（５）の変速機側の端部に設けられている
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】
前記半径方向ストッパ（１５，１６）は、当該ストッパ（１５，１６）とその対向部材との間にエアーギャップ（ｂ、ｃ）を有していて、
当該エアーギャップ（ｂ、ｃ）は、前記ロータ（４）及び前記ステータ（５）の間の半径方向距離（Ａ）よりも狭い
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５】
前記半径方向ストッパ（１５）は、フランジリングとして形成されており、ロータキャリヤ（４）に固定されている
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項６】
前記半径方向ストッパ（１１、１６）は、径方向内側に延びるステータキャリヤ（１４）の延伸部として形成されている
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項７】
前記ロータ（４）及び前記ステータ（５）の内燃エンジン側の端部に、軸方向ストッパ（１３）が設けられており、
当該軸方向ストッパ（１３）は、前記ロータ（４）と前記クランクシャフト（９）とが互いに結合されていない状態では、当該ロータ（４）の前記ステータ（５）に対する軸方向移動を防止する
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項８】
前記軸方向ストッパ（１３）は、リングディスク形状の部材で構成されており、前記ステータ（５）に対して不可動に、例えば当該ステータ（５）、あるいは、変速機ハウジング（１４）、あるいは、ハイブリッド駆動装置ハウジング、に固定されている
ことを特徴とする請求項７に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項９】
前記軸方向ストッパ（１３）は、バネリングで構成されており、前記ステータ（５）に対して不可動に、例えば当該ステータ（５）、あるいは、変速機ハウジング（１４）、あるいは、ハイブリッド駆動装置ハウジング（１５）、に固定されている
ことを特徴とする請求項７に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項１０】
前記軸方向ストッパ（１３）は、少なくとも環状ないし円弧状リング部材で構成されており、前記ステータ（５）に対して不可動に、例えば当該ステータ（５）、あるいは、変速機ハウジング（１４）、あるいは、ハイブリッド駆動装置ハウジング、に固定されている
ことを特徴とする請求項７に記載のハイブリッド駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特許請求の範囲の請求項１の上位概念に従う、ハイブリッド駆動装置に関している。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド自動車の駆動は、通常、内燃エンジンの電気機械との組み合わせによって行われる。例えば、ＤＥ１９９６２５０７では、電気機械が、内燃エンジンと変速機との間に存在している。電気機械のロータは、内燃エンジンのクランクシャフトに直接に固定されており、ロータの変速機側で軸受けされる必要がある。この解決法は、内燃機関側の軸受が節約されるので、スペース効率が良い。
【０００３】
電気機械としては、永久磁石を有する同期機械が、しばしば用いられる。ロータとステータとの間の接触は、回避されるべきである。なぜなら、当該接触は、高い磁力のために、同期機械を破壊し得るからである。
【０００４】
同期機械が利用され、また、ＤＥ１９９６２５０７に記載されたように、電気機械のロータに固有の軸受が装備されて、電気機械のロータが直接に内燃エンジンのクランクシャフトに結合される時、不利な状況が生じる。すなわち、ロータがクランクシャフトと結合されない時、例えば、ロータのクランクシャフトとの組み付け、特には結合、の前に、あるいは、修理作業の際には、ロータと内燃エンジンとの結合を開放することが必要である。電気機械もしくは電気機械のロータが内燃エンジンのクランクシャフトと結合されていない時、ロータは、変速機側の軸受け周りに回転して（転がって）、電気機械のロータ及びステータの金属成分及び／または磁石成分の間の接触が生じ得る。これは、電気機械の破壊をもたらす。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、内燃エンジンのクランクシャフトと結合された電気機械を有すると共に、ストッパを含んでおり、当該ストッパがハイブリッド駆動装置の内燃エンジンへの取付前の当該電気機械のロータ及びステータの金属成分及び／または磁石成分の間の接触を防止する、というようなハイブリッド駆動装置を提供することである。取付後、ハイブリッド駆動装置の運転中、ストッパは、電気機械の機能または性能（出力）に影響しない。同時に、ストッパは、ハイブリッド駆動装置の内燃エンジンもしくは変速機からの取り外しの際、その安全機能を発揮する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、前記課題は、自動車において内燃エンジンと自動車変速機との間に設置するために提供される、あるハイブリッド駆動装置によって解決される。このハイブリッド駆動装置は、モータまたは発電機として作動可能で、少なくとも一つのロータ及び一つのステータを含んでいる、電気機械を備えている。ロータは、変速機側の軸受と内燃エンジン側の軸受を有している。ここで、当該ハイブリッド駆動装置内には、変速機側の軸受のみが設けられている。というのは、内燃エンジン側の軸受は、内燃エンジンのクランクシャフトを介して行われるからである。電気機械のロータと内燃エンジンのクランクシャフトとの間には、回転しない接続部が、例えば柔軟プレートまたは回転（ねじれ）揺動ダンパによって、形成可能である。ロータのクランクシャフトへの結合の前には、ロータは変速機側の軸受のみによって軸支されている。ロータが変速機側の軸受の周りに回転して（転がって）電気機械のロータ及びステータの金属成分及び／または磁石成分の間の接触が生じるということを防止するために、半径方向ストッパが設けられている。ロータとクランクシャフトとが互いに結合されていない時、半径方向ストッパは、有利な態様で、ロータ及びステータの金属成分及び／または磁石成分の間の接触が生じて電気機械が破壊されるということを、防止する。
【０００７】
ロータが回転する（転がる）際に、半径方向ストッパが、対向する構成部材との当接状態にもたらされるが、これは依然として、電気機械のロータ及びステータの金属成分及び／または磁石成分の間の接触が生じてロータ及びステータが互いに磁力的にくっつき合って電気機械が破壊される前である。電気機械の内燃エンジンへの取り付け後には、半径方向ストッパは、対向する構成部材とは全く接触しないで、電気機械に影響を与えない。このように、電気機械の機能も効果も、転がりストッパによって影響されないで、ロータは、それが直ちにクランクシャフトと結合されることなく、ハイブリッド駆動装置の一つの軸受だけで取り付けられ得る。同時に、必要な場合に、ロータがステータと接触して電気機械が破壊されることなく、ハイブリッド駆動装置が内燃エンジンから取り外され得ること、も可能とされる。半径方向ストッパは、ロータ及びステータの端部に設けられている。
【０００８】
更に、ロータの変速機側の端部が、ステータもしくはステータ固定の構成部材に軸支されておらず、変速機固定の構成部材もしくは変速機ハウジングに軸支されている時、ロータ乃至ステータの変速機側の端部に一つの半径方向ストッパが設けられる。変速機側の半径方向ストッパの機能及び構造は、すでに述べたような内燃エンジン側の半径方向ストッパの機能及び構造と等価である。
【０００９】
ロータが取付状態において中央軸位置に位置決めされる時、内燃エンジン側及び変速機側の半径方向ストッパは、対向する構成部材に対して、半径方向のエアーギャップを有している。このエアーギャップは、本発明によれば、ロータ及びステータの間の半径方向距離よりも小さく、従って、ロータ及びステータの間の接触が防止される。エアーギャップの高さがｂもしくはｃで表され、ロータ及びステータの間の半径方向距離がＡで表されると、ｂもしくはｃとＡとの間の関係は、次式に対応する。
ｂ＜Ａ，  ｃ＜Ａ，
【００１０】
ロータの回転（転がり）の際、半径方向ストッパは、まず、例えばハウジングに当接する。これは、ロータがステータと接触する前である。
【００１１】
内燃エンジン側の半径方向ストッパの有利な形態は、ロータキャリヤに設けられたフランジリングである。これは、半径方向外側に向けてステータキャリヤに向けて形成され、それ自体とステータキャリヤとの間にエアーギャップを有している。あるいは、半径方向ストッパは、ステータキャリヤに形成された構成部材からなり、それは、半径方向内側に向けて形成され、それ自体と対向するロータ面もしくはロータキャリヤ面との間にエアーギャップを有している。第３の可能性は、フランジリングと、ステータキャリヤに形成された構成部材の組み合わせである。ここで、エアーギャップは、前記フランジリング及び前記構成部材の垂線の足の間の、半径方向の任意の位置に設けられ得る。
【００１２】
ステータ及びロータの金属成分及び／または磁石成分の間の接触を防止するための第４の可能性は、ロータまたはステータのいずれかに、絶縁材料からなる膜を設けることである。例えば永久磁石がロータのバンド巻（Bandagieren）によって把持される時、ステータ及びロータの金属成分及び／または磁石成分の間の接触を防止するために、バンデージ（Bandage）が利用され得る。
【００１３】
ロータ及びステータの内燃エンジン側の端部に、軸方向ストッパが設けられ得る。それは、ロータとクランクシャフトとが互いに結合されていない状態の間、ロータの移動を防止する。ロータの軸方向移動は、半径方向ストッパの機能を不能にして、ロータとステータとの間の接触を可能にしてしまう。軸方向ストッパは、このような移動を防止する。軸方向ストッパは、リング形状の部材、例えばバネリングで構成されており、静止している構成部材、例えば当該ステータ、あるいは、ステータキャリヤ、あるいは、変速機ハウジング、に固定されている。更に、軸方向ストッパを構成するために、一つまたは複数の環状ないし円弧状の部材が利用され得る。軸方向ストッパは、それ自体と対向する構成部材との間に、エアーギャップを有している。当該エアーギャップは、本発明によれば、半径方向ストッパの軸方向長さよりも狭い。ロータとクランクシャフトとの間の結合が存在する時、軸方向ストッパと対向する構成部材との間の接触は全く起こらないで、電気機械は軸方向ストッパの影響無く作動され得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の更なる利点及び有利な実施の形態は、特許請求の範囲、及び、図面の参照の下で原理的に説明された実施の形態から、明らかにされる。
【００１５】
図１は、内燃エンジン及び変速機と結合された、ハイブリッド駆動装置の概略図である。
【００１６】
図２は、本発明によるハイブリッド駆動装置の半径方向断面図である。
【００１７】
図３は、本発明による半径方向ストッパの半径方向断面図である。
【００１８】
図４は、本発明によるハイブリッド駆動装置の電気機械の半径方向断面図である。
【００１９】
図１は、電気機械３を備えたハイブリッド駆動装置を概略的に示している。電気機械３は、内燃エンジン１と変速機２とに結合されている。ロータ４が、回転しない接続部８を介して、内燃エンジン１のクランクシャフト９と結合されている。また、ロータ４は、クランクシャフト用軸受１０によって、モータ側で軸受けされている。ロータ４は、変速機２の側では、軸受６によって、ステータ５のキャリヤに軸受けされている。ステータ５は、ハイブリッド装置ハウジングもしくは変速機ハウジング１４と回転しないように結合されている。
【００２０】
図２には、電気機械３を備えた本発明によるハイブリッド駆動装置が図示されている。電気機械３は、ロータ４とステータ５とを、両者の間にエアーギャップＡが形成された状態で、有している。ロータは、ハイブリッド駆動装置の変速機２側で、ポンプ駆動軸１８上の軸受６によって軸受けされている。ポンプ駆動軸１８は、変速機固定の車軸１９に軸支されている。ステータ５は、ハウジング固定のステータキャリヤ１７に固定されている。内燃エンジン１側のロータ４が内燃エンジンと結合されていない図示の状態においては、ロータ４の回転（Kippen）が、半径方向ストッパ１５によって阻止される。半径方向ストッパ１５は、ロータキャリヤ１２と結合されており、それ自体とハイブリッド駆動装置ハウジングもしくは変速機ハウジング１４との間にエアーギャップｂを有している。エアーギャップｂは、本発明によれば、ロータ４及びステータ５の間の半径方向距離Ａよりも小さい。軸方向ストッパ１３は、ハイブリッド駆動装置ハウジングもしくは変速機ハウジング１４の、ロータ４及びステータ５の内燃エンジン１側に、固定されている。軸方向ストッパ１３は、ハイブリッド駆動装置が内燃エンジンと結合されていない図示の状態において、ロータ４の軸方向移動を防止する。
【００２１】
図３において、内燃エンジン側の半径方向ストッパ１５及び軸方向ストッパ１３が図示されている。半径方向ストッパ１５は、ロータキャリヤ１２と共に回転する構造部材７から、フランジリングとして、半径方向外側に形成されている。フランジリング１５の半径方向外側に延びるフランジ部と、ハイブリッド駆動装置ハウジングもしくは変速機ハウジング１４と、の間に、エアーギャップｂが存在している。エアーギャップｂは、本発明によれば、ロータ４及びステータ５の間で半径方向に構造上設けられた距離Ａよりも小さい。軸方向ストッパ１３は、ロータ４が内燃エンジンのクランクシャフトと結合されていない状態において、ロータ４の軸方向移動を防止する。軸方向ストッパ１３は、ハイブリッド駆動装置ハウジングもしくは変速機ハウジング１４に固定され、半径方向内側に広がっている。
【００２２】
図４は、内燃エンジン側に半径方向ストッパ１５及び軸方向ストッパ１３を有し、変速機側に半径方向ストッパ１６を有する、ロータ４及びステータ５を図示している。両方の半径方向ストッパ１５、１６は、半径方向エアーギャップｂ、ｃを有している。それらは、ロータ４及びステータ５の間の半径方向距離Ａよりも小さい。両方の半径方向ストッパ１５、１６は、ロータキャリヤ１２もしくは当該ロータキャリヤ１２と共に回転する構成部材と、ステータキャリヤ１７もしくは当該ステータキャリヤ１７と関連する構成部材と、の間で作用する。ハイブリッド駆動装置は、ステータキャリヤ１７によって、変速機ハウジング１４内に固定される、例えばネジ留めされる。ロータ４は、取付状態において、変速機ハウジング１４内の一端で軸支される。ハイブリッド駆動装置が変速機／エンジンに組み付けられていない時のために、半径方向ストッパ１５、１６が存在する。それらは、ロータ４の半径方向移動を防止し、それによってロータ４とステータ５との間の接触を防止する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】内燃エンジン及び変速機と結合された、ハイブリッド駆動装置の概略図。
【図２】本発明によるハイブリッド駆動装置の半径方向断面図。
【図３】本発明による半径方向ストッパの半径方向断面図。
【図４】本発明によるハイブリッド駆動装置の電気機械の半径方向断面図。
【符号の説明】
【００２４】
１      内燃エンジン側
２      変速機側
３      電気機械
４      ロータ
５      ステータ
６      ロータの変速機側軸受
８      ロータとクランクシャフトとの接続部
９      クランクシャフト
１０    クランクシャフト用軸受
１２    ロータキャリヤ
１３    軸方向ストッパ
１４    ハウジング
１５    半径方向ストッパ
１６    半径方向ストッパ
１７    ステータキャリヤ
１８    ポンプ駆動軸
１９    変速機固定車軸
Ａ      ロータとステータとの間の半径方向距離
ｂ      内燃エンジン側の半径方向ストッパの半径方向距離
ｃ      変速機側の半径方向ストッパの半径方向距離
【図１】
2008050000.tif 000003
【図２】
2008050000.tif 000004
【図３】
2008050000.tif 000005
【図４】
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