(57)【要約】      （修正有）【課題】装置の耐久性低下を抑制する車両用動力伝達装置を提供する。【解決手段】第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２のうち少なくとも一方の電動機ＭＧにおけるロータ２４の磁極は、所定のスキュー角がつけられて配置されたものであり、前記スキュー角は、車両の正駆動時における電動機ＭＧのトルク方向に対して隔壁４４側に分力が発生するように傾斜方向が定められたものであるため、車両の正駆動時におけるトルク方向が、隔壁４４側に作用するように設定することで、電食抑制のためにロータ２４の磁極にスキュー角を設定した場合においても、カバー４２に過大なスラスト荷重がかかることを抑制できる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、第１電動機と、第２電動機と、動力分配機構と、ケースとを、備え、前記動力分配機構を挟んで前記エンジンとは逆側における前記ケースの端部に前記第１電動機及び前記第２電動機が配置され、前記ケースの端部がカバーで密閉され、前記第１電動機及び前記第２電動機と前記動力分配機構との間に隔壁を備えた車両用動力伝達装置であって、
前記第１電動機及び前記第２電動機のうち少なくとも一方の電動機におけるロータの磁極は、所定のスキュー角がつけられて配置されたものであり、
前記スキュー角は、車両の正駆動時における前記電動機のトルク方向に対して前記隔壁側に分力が発生するように傾斜方向が定められたものである
ことを特徴とする車両用動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用動力伝達装置に関し、特に、装置の耐久性低下を抑制するための改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンと、第１電動機と、第２電動機と、動力分配機構と、ケースとを、備え、前記動力分配機構を挟んで前記エンジンとは逆側における前記ケースの端部に前記第１電動機及び前記第２電動機が配置され、前記ケースの端部がカバーで密閉され、前記第１電動機及び前記第２電動機と前記動力分配機構との間に隔壁を備えた車両用動力伝達装置が知られている。例えば、特許文献１に記載された車両用駆動装置がその一例である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−６５４２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記従来の技術においては、電動機の回転軸に発生する軸電圧により、軸受部の油膜が絶縁破壊して電食が発生するおそれがあった。この軸電圧の発生を抑制するため、前記電動機におけるロータの磁極にスキュー角をつけて、ロータ周方向の磁束変動を抑制して軸電圧を低減することが考えられる。しかしながら、前記電動機のロータの磁極にスキュー角をつけることでスラスト方向の荷重が発生し、ロータ支持部材の耐久性が低下するという弊害が生じる。特に、前記従来の技術において、前記ケースの端部に備えられたカバーは、前記電動機と前記動力分配機構との間に設けられた隔壁に比べて低剛性となっており、スラスト荷重に対して不利である。
【０００５】
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、装置の耐久性低下を抑制する車両用動力伝達装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
斯かる目的を達成するために、本発明の要旨とするところは、エンジンと、第１電動機と、第２電動機と、動力分配機構と、ケースとを、備え、前記動力分配機構を挟んで前記エンジンとは逆側における前記ケースの端部に前記第１電動機及び前記第２電動機が配置され、前記ケースの端部がカバーで密閉され、前記第１電動機及び前記第２電動機と前記動力分配機構との間に隔壁を備えた車両用動力伝達装置であって、前記第１電動機及び前記第２電動機のうち少なくとも一方の電動機におけるロータの磁極は、所定のスキュー角がつけられて配置されたものであり、前記スキュー角は、車両の正駆動時における前記電動機のトルク方向に対して前記隔壁側に分力が発生するように傾斜方向が定められたものである。
【発明の効果】
【０００７】
このようにすれば、前記第１電動機及び前記第２電動機のうち少なくとも一方の電動機におけるロータの磁極は、所定のスキュー角がつけられて配置されたものであり、前記スキュー角は、車両の正駆動時における前記電動機のトルク方向に対して前記隔壁側に分力が発生するように傾斜方向が定められたものであるため、車両の正駆動時におけるトルク方向が、前記隔壁側に作用するように設定することで、電食抑制のために前記ロータの磁極にスキュー角を設定した場合においても、前記カバーに過大なスラスト荷重がかかることを抑制できる。すなわち、装置の耐久性低下を抑制する車両用動力伝達装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施例である車両用動力伝達装置の構成を概略的に示す骨子図である。
【図２】図１の車両用動力伝達装置における第１電動機近傍の構成を詳しく説明する部分断面図である。
【図３】図１の車両用動力伝達装置に備えられた第１電動機におけるロータの磁極に、軸方向に連続するスキューがつけられた構成を例示する斜視図である。
【図４】同期電動機における電気角とロータの周方向の磁束変動との関係を例示する図である。
【図５】同期電動機におけるロータの磁極に設定されるスキュー角と、ロータ全体での磁束量積算値との関係を例示する図である。
【図６】図１の車両用動力伝達装置に備えられた第１電動機におけるロータの磁極が軸方向に分割されると共に、それらの磁極が周方向にずらされて配置されることでスキューがつけられた構成を例示する斜視図である。
【図７】図６に示す構成において、ロータ周方向の磁束変動がキャンセルされることを説明する図である。
【図８】従来の技術において、電動機の回転軸に発生する軸電圧により電食が発生するメカニズムについて説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。以下の説明に用いる図面に関して、各部の寸法比等は必ずしも正確には描かれていない。
【実施例】
【００１０】
図１は、本発明の一実施例である車両用動力伝達装置１０（以下、単に動力伝達装置１０という）の構成を概略的に示す骨子図である。本実施例の動力伝達装置１０は、例えば車両８において横置きされるＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）型車両に好適に用いられるものであり、図１に示すように、エンジン１２と、第１電動機ＭＧ１と、第２電動機ＭＧ２と、動力分配機構１４と、ケース１６とを、備えている。
【００１１】
前記エンジン１２は、例えばガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関であり、車両走行用の駆動力源（主動力源）に相当する。前記エンジン１２は、ダンパ１８及びクラッチＣＬを介して前記動力分配機構１４の入力軸２０に連結されている。前記ダンパ１８は、トルク変動による衝撃を緩和する公知の脈動吸収ダンパである。前記クラッチＣＬは、前記エンジン１２の出力軸と前記ダンパ１８との間の動力伝達経路を断接する公知の動力断接装置であり、例えば、乾式単板摩擦クラッチである。
【００１２】
前記第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２（以下、特に区別しない場合には単に電動機ＭＧという）は、好適には、何れも駆動力を発生させるモータ（発動機）としての機能及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所謂モータジェネレータである。前記第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２は、好適には、何れも同期電動機である。前記第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２は、それぞれのステータ（固定子）２２、２６が非回転部材である前記ケース１６に固設されている。各ステータ２２、２６の内周側に、それぞれロータ（回転子）２４、２８を備えている。
【００１３】
前記動力分配機構１４は、シングルピニオン型の遊星歯車装置３０を主体として構成されている。この遊星歯車装置３０は、サンギヤＳ、遊星歯車Ｐ、その遊星歯車Ｐを自転及び公転可能に支持するキャリアＣＡ、遊星歯車Ｐを介してサンギヤＳと噛み合うリングギヤＲを回転要素（要素）として備えている。前記キャリアＣＡは、前記入力軸２０と一体的に回転させられるようにその入力軸２０に連結されている。前記サンギヤＳは、前記第１電動機ＭＧ１のロータ２４と一体的に回転させられるようにそのロータ２４に連結されている。前記リングギヤＲは、ギヤ３２と一体的に回転させられるようにそのギヤ３２に連結されている。
【００１４】
前記ギヤ３２は、大径ギヤ３４と噛み合わされている。この大径ギヤ３４は、小径ギヤ３６と一体的に回転させられるようにその小径ギヤ３６に連結されている。この小径ギヤ３６は、出力回転部材である出力ギヤ３８と噛み合わされている。この出力ギヤ３８は、図示しない差動歯車装置及び車軸等を介して、図示しない一対の駆動輪に対して動力伝達可能とされている。前記第２電動機ＭＧ２のロータ２８は、ギヤ４０と一体的に回転させられるようにそのギヤ４０に連結されている。このギヤ４０は、前記大径ギヤ３４と噛み合わされている。
【００１５】
前記動力伝達装置１０において、前記エンジン１２により発生させられた駆動力は、前記第１電動機ＭＧ１により反力がとられる（反力トルクが発生させられる）ことにより、前記動力分配機構１４を介して前記ギヤ３２へ伝達される。このギヤ３２に伝達された駆動力は、前記大径ギヤ３４、前記小径ギヤ３６、前記出力ギヤ３８、図示しない前記差動歯車装置及び車軸等を介して、図示しない一対の駆動輪に伝達されるように構成されている。前記第２電動機ＭＧ２により発生させられた駆動力は、前記ギヤ４０、前記大径ギヤ３４、前記小径ギヤ３６、前記出力ギヤ３８、図示しない前記差動歯車装置及び車軸等を介して、図示しない一対の駆動輪に伝達されるように構成されている。
【００１６】
前記ケース１６は、車体に固定されて前記動力分配機構１４、前記第１電動機ＭＧ１、及び前記第２電動機ＭＧ２等を内部に収容する部材である。前記ケース１６は、そのケース１６内に前記動力分配機構１４、前記第１電動機ＭＧ１、及び前記第２電動機ＭＧ２等を収容する蓋部として、前記ケース１６と一体的に設けられたカバー４２を備えている。このカバー４２は、前記ケース１６における前記エンジン１２とは逆側の端部に設けられている。すなわち、前記動力伝達装置１０においては、前記ケース１６における、前記エンジン１２とは逆側の端部が前記カバー４２で密閉されている。
【００１７】
前記動力伝達装置１０は、前記ケース１６内に、前記動力分配機構１４と前記第１電動機ＭＧ１及び前記第２電動機ＭＧ２との間を区画する隔壁４４を備えている。すなわち、前記第１電動機ＭＧ１及び前記第２電動機ＭＧ２と前記動力分配機構１４との間に前記隔壁４４を備えている。前記隔壁４４は、好適には、前記ケース１６と同一の部材から一体に形成されたものであるが、別部材として形成されて前記ケース１６に固定されたものであってもよい。前記隔壁４４は、前記ケース１６内に前記動力分配機構１４、前記第１電動機ＭＧ１、及び前記第２電動機ＭＧ２が組み付けられた状態において、前記動力分配機構１４と前記第１電動機ＭＧ１及び前記第２電動機ＭＧ２との間に介在する隔壁として機能する。換言すれば、前記動力分配機構１４は前記隔壁４４に対して前記エンジン１２側に、前記第１電動機ＭＧ１及び前記第２電動機ＭＧ２は前記隔壁４４に対して前記カバー４２側にそれぞれ設けられる。すなわち、前記第１電動機ＭＧ１及び前記第２電動機ＭＧ２は、前記動力分配機構１４を挟んで前記エンジン１２とは逆側における前記ケース１６の端部に配置されている。
【００１８】
図２は、前記動力伝達装置１０における前記第１電動機ＭＧ１近傍の構成を詳しく説明する部分断面図である。この図２に示すように、前記動力伝達装置１０は、機械式の油圧ポンプ４６を備えている。この油圧ポンプ４６は、例えば、公知のベーンポンプ等の回転式油圧ポンプである。前記油圧ポンプ４６のインナーロータ及びアウターロータ等が、前記ケース１６と前記カバー４２との間に組み込まれている。前記油圧ポンプ４６は、図１及び図２に示すように、前記第１電動機ＭＧ１のロータ２４等と同軸に、そのロータ２４の内周側に相対回転可能に設けられた回転軸４８により前記入力軸２０と連結されている。すなわち、前記回転軸４８を介して前記エンジン１２に連結され、そのエンジン１２の回転に伴い油圧を発生させるように構成されたものである。
【００１９】
図８は、従来の技術において、電動機の回転軸に発生する軸電圧により電食が発生するメカニズムについて説明する図である。この図８において、本実施例と共通する構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。同期電動機においては、前記回転軸４８等に発生する軸電圧により、軸受部の油膜が絶縁破壊し電食が発生するおそれがある。すなわち、図８に示すような構成において、前記第１電動機ＭＧ１のロータ２４が回転させられると、図８に一点鎖線矢印で示すように、前記ロータ２４に周方向の磁束変動が発生する。この磁束変動の発生に伴い、図８に破線矢印で示すように、前記磁束変動を妨げる（打ち消す）方向に、前記ロータ２４の軸上に誘導電圧（軸電圧）が励起される。この誘導電圧の大きさが、前記第１電動機ＭＧ１周辺の軸受に存在する油膜の絶縁破壊電圧を超えた場合、放電が発生し、図８に矢印で示すように前記軸受と前記ケース１６等を通る経路で電流が流れる。結果、放電による高温で前記軸受等における金属が溶融し、摩耗することで電食が発生するおそれがある。
【００２０】
前記従来の技術における不具合を解消する（軸電圧による電食を抑制する）ため、前記軸受と電気的に並列に導電性部材（ブラシ）を設置することにより、前記軸受に電流が流れることを抑制することが考えられる。しかしながら、前記回転軸４８にブラシを設置した場合、その回転軸４８の回転方向の摺動によりブラシ自体の摩耗が発生し、耐久性の確保が問題となる。すなわち、前記軸電圧による電食を回避するためには、前記軸受よりもブラシ側の電気抵抗を少なくする必要があるため、前記回転軸４８に対してブラシを密着させることが求められ、固体同士の摺動となりブラシ摩耗が発生しやすい。更に、前記ブラシを追加することにより部品点数が増加し、コストアップに繋がるという弊害がある。
【００２１】
前記従来の技術における問題を解消するため、本実施例の動力伝達装置１０において、前記第１電動機ＭＧ１及び前記第２電動機ＭＧ２のうち少なくとも一方の電動機ＭＧにおけるロータ２４、２８の磁石は、ロータ２４、２８の表面に形成される複数対の磁極に所定のスキュー角がつけられて埋設されている。すなわち、本実施例においては、前記電動機ＭＧのロータ２４、２８の磁極にスキューを設けることにより、周方向の磁束変化及びそれに起因する軸電圧の大きさを減少させることで、電食の発生を抑制する。
【００２２】
図３は、前記第１電動機ＭＧ１におけるロータ２４の磁極に、軸方向に連続するスキュー（リニアスキュー）がつけられた構成を例示する斜視図である。この図３に示すように、前記ロータ２４の磁極におけるスキュー角とは、前記ロータ２４の軸心方向における磁極の傾斜に対応する、前記ロータ２４の軸心を中心とする角度である。例えば、図３に示すように、前記ロータ２４を軸心方向に視た場合における、各磁極のねじれの前記軸心方向の一方における端部と他方における端部との、前記ロータ２４の軸心を中心とする角度である。
【００２３】
前記ロータ２４の磁極は、好適には、電気角（ロータ２４の磁極により周方向において変化する磁界の一周期分を３６０°として角度を表したもの）で６０°の奇数倍の角度となるようスキューをつけて配置されている。図４は、同期電動機における電気角とロータ２４の周方向の磁束変動との関係を例示する図である。この図４に示すように、電食の原因となる、前記ロータ２４の周方向の磁束変動は、前記電動機ＭＧの電気３次の周期（電気角で表すと１２０°）で発生する性質がある。従って、前記ロータ２４の磁極に、電気３次の周期の半周期に相当する電気角６０°の奇数倍の角度となるようにスキューをつけて配置することで、前記ロータ２４全体で視た場合における周方向の磁束変動が抑制され、理想的には磁束変動が零となる。一方、前記ロータ２４の磁極におけるスキュー角が大きくなるほど前記電動機ＭＧの効率が低下するため、前記スキュー角は小さい方が望ましい。すなわち、前記ロータ２４の磁極は、最適には、電気角で６０°のスキューをつけて配置されている。
【００２４】
前記ロータ２４の磁極は、電気角で６０°の奇数倍とは異なる角度のスキュー角が設定されたものであってもよい。図５は、前記ロータ２４の磁極に設定されるスキュー角と、前記ロータ２４全体での磁束量積算値との関係を例示する図である。この図５に示すように、前記ロータ２４の磁極に設定されるスキュー角が電気角で６０°の奇数倍以外の角度では、前記ロータ２４全体での磁束量積算値が零とはならないが、前記ロータ２４の磁極にスキューが設定されていない場合よりも磁束量積算値を低減できる。すなわち、前記ロータ２４の磁極に設定されるスキュー角が電気角で６０°の奇数倍以外の角度では、軸電圧の低減延いては電食の抑制効果が目減りするが、前記ロータ２４周方向の磁束変動を抑制して軸電圧を低減する本発明の一応の効果は得られる。
【００２５】
図６は、前記第１電動機ＭＧ１におけるロータ２４の磁極が軸方向に分割されると共に、それらの磁極が周方向にずらされて配置されることでスキュー（ステップスキュー）がつけられた構成を例示する斜視図である。この図６に示すように、本実施例の動力伝達装置１０において、前記第１電動機ＭＧ１及び前記第２電動機ＭＧ２のうち少なくとも一方の電動機ＭＧにおけるロータ２４、２８の磁極が軸方向に分割されると共に、それらの磁極が周方向にずらされて配置されることでスキューがつけられたものであってもよい。斯かる構成において、好適には、前記磁極の軸方向の分割数は偶数となるように設定される。例えば、図６に示す構成では、図面向かって上下方向に２分割された磁極を例示している。生産性を考慮すると、前記ロータ２４、２８における磁極の分割数は少ない方が望ましい。すなわち、前記ロータ２４の磁極は、最適には、軸方向に２分割されると共に、それらの磁極が周方向にずらされて配置されることでスキューがつけられたものである。好適には、軸方向に分割された磁極は、前記電気角で６０°の奇数倍ずらされて配置されることでスキューがつけられている。
【００２６】
図７は、前記ロータ２４の磁極にステップスキューが設定された電動機ＭＧにおいて、前記ロータ２４周方向の磁束変動がキャンセルされることを説明する図である。この図７に示すように、前記第１電動機ＭＧ１におけるロータ２４の磁極が軸方向に分割されると共に、それらの磁極が周方向にずらされて配置された構成においても、図３を用いて前述した構成と同様に、前記ロータ２４周方向の磁束変動が抑制される。すなわち、前記ロータ２４の磁極が軸方向に２分割されると共に、それらの磁極が電気角で６０°の奇数倍ずらされて配置された構成においては、一方（上側）の磁極と他方（下側）の磁極とで半周期分（６０°）の位相差があるため、理想的には前記ロータ２４全体での磁束量積算値が零となる。
【００２７】
図２においては、前記車両８の正駆動時における前記第１電動機ＭＧ１のトルクＴの方向と、前記ロータ２４に生じるスラスト力ｆの方向とを、それぞれ矢印で示している。前記動力伝達装置１０において、前記ロータ２４の磁極における前記スキュー角は、前記車両８の正駆動時における前記電動機ＭＧのトルク方向に対して前記隔壁４４側に分力（スラスト力）が発生するように傾斜方向が定められている。前記車両８の正駆動時とは、前記車両８が前進加速走行（アクセルオン走行或いはパワーオン走行）を行っている場合をいう。前記ロータ２４の磁極における前記スキュー角は、好適には、ＷＯＴ（ワイドオープンスロットル）に対応する前記電動機ＭＧのトルク方向に対して前記隔壁４４側に分力が発生するように傾斜方向が定められている。すなわち、前記車両８におけるアクセル全開時の前記電動機ＭＧのトルク方向に対して前記隔壁４４側に分力が発生するように傾斜方向が定められている。
【００２８】
前記ロータ２４の磁極にスキューを設定した場合、図２に示すように、前記電動機ＭＧの作動に伴いスラスト方向の荷重（分力）ｆが発生する。前記動力伝達装置１０において、前記車両８の正駆動時特にアクセル全開である場合、前記第１電動機ＭＧ１の動作点は負トルク（負方向のトルク）となる。前記第２電動機ＭＧ２の動作点は正トルク（正方向のトルク）となる。図２に示すように、前記第１電動機ＭＧ１のトルクＴの方向に対応してその第１電動機ＭＧ１のロータ２４に発生するスラスト力ｆの方向が前記隔壁４４側（動力分配機構１４側）となるように設定することで、前記油圧ポンプ４６が設けられた前記カバー４２側にスラスト荷重がかかることを抑制できる。すなわち、前記油圧ポンプ４６を構成する部材が前記ロータ２４に生じるスラスト力ｆにより変形させられ、ポンプ駆動軸の焼き付き等が発生することを抑制できる。
【００２９】
本実施例によれば、前記第１電動機ＭＧ１及び前記第２電動機ＭＧ２のうち少なくとも一方の電動機ＭＧにおけるロータ２４、２８の磁極は、所定のスキュー角がつけられて配置されたものであり、前記スキュー角は、車両８の正駆動時における前記電動機ＭＧのトルク方向に対して前記隔壁４４側に分力が発生するように傾斜方向が定められたものであるため、車両８の正駆動時におけるトルク方向が、前記隔壁４４側に作用するように設定することで、電食抑制のために前記ロータ２４、２８の磁極にスキュー角を設定した場合においても、前記カバー４２に過大なスラスト荷重がかかることを抑制できる。すなわち、装置の耐久性低下を抑制する動力伝達装置１０を提供することができる。
【００３０】
以上、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が加えられて実施されるものである。
【符号の説明】
【００３１】
８：車両、１０：車両用動力伝達装置、１２：エンジン、１４：動力分配機構、１６：ケース、２４、２８：ロータ、４２：カバー
４４：隔壁、ＭＧ１：第１電動機、ＭＧ２：第２電動機
【図１】
2016215954.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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