(57)【要約】【課題】回転電機ユニットにおいて、ケース本体に２つの回転電機が複軸で収容される構成において、ケース本体の開口を塞ぐ蓋の振動を抑制することである。【解決手段】第１回転電機である第１モータジェネレータ１６及び第２回転電機である第２モータジェネレータ１８と、第１モータジェネレータ１６及び第２モータジェネレータ１８がそれぞれの中心軸線Ｏ１，Ｏ２が異なって配置された状態で、第１モータジェネレータ１６及び第２モータジェネレータ１８を収容するケース本体１４ａ、及び、ケース本体１４ａにおいて第１モータジェネレータ１６及び第２モータジェネレータ１８の軸方向一端側に設けられた開口を塞ぐ蓋１４ｂを含むユニットケース１４と、蓋１４ｂにおいて、振動した際に振動の最大振幅が生じる、振動の腹となる位置に設けられた締結部であるボルト２０によって結合された結合部品とを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１回転電機及び第２回転電機と、
前記第１回転電機及び前記第２回転電機がそれぞれの中心軸線が異なって配置された状態で、前記第１回転電機及び前記第２回転電機を収容するケース本体、及び、前記ケース本体において前記第１回転電機及び前記第２回転電機の軸方向一端側に設けられた開口を塞ぐ蓋を含むケースと、
前記蓋において、振動した際に振動の最大振幅が生じる、振動の腹となる位置に設けられた締結部によって結合された結合部品とを備える、回転電機ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１回転電機及び第２回転電機を収容するケース本体と、ケース本体の開口を塞ぐ蓋とを備える回転電機ユニットに関し、特に蓋の振動を抑制する構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から２つの回転電機をケースに収容した状態で車両に搭載する構造が知られている。回転電機は、車両駆動用の電動モータ、または発電機、または電動モータ及び発電機の両方の機能を有するモータジェネレータである。
【０００３】
特許文献１には、ケース本体に２つのモータジェネレータが収容され、２つのモータジェネレータが、それぞれの中心軸線が異なる状態、すなわち複軸となる状態で配置された回転電機ユニットが記載されている。ケース本体の両端開口は、２つのカバーによって塞がれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１２２５９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載された構成のように、ケースに２つの回転電機が複軸の配置で収容される場合、ケース本体の開口を塞ぐ蓋が大きくなりやすい。これにより、使用時に蓋の振動が大きくなる可能性がある。この振動が大きくなると、蓋で発生する放射音が大きくなりやすい。
【０００６】
本発明の目的は、回転電機ユニットにおいて、ケース本体に２つの回転電機が複軸で収容される構成において、ケース本体の開口を塞ぐ蓋の振動を抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る回転電機ユニットは、第１回転電機及び第２回転電機と、前記第１回転電機及び前記第２回転電機がそれぞれの中心軸線が異なって配置された状態で、前記第１回転電機及び前記第２回転電機を収容するケース本体、及び、前記ケース本体において前記第１回転電機及び前記第２回転電機の軸方向一端側に設けられた開口を塞ぐ蓋を含むケースと、前記蓋において、振動した際に振動の最大振幅が生じる、振動の腹となる位置に設けられた締結部によって結合された結合部品とを備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る回転電機ユニットによれば、ケース本体に２つの回転電機が複軸で収容される構成において、ケース本体の開口を塞ぐ蓋の振動を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る実施形態の回転電機ユニット及びエンジンの結合構造の上面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面の模式図である。
【図３】図１のＢ矢視図において、一部を省略して示している図である。
【図４】比較例の回転電機ユニット及びエンジンの結合構造の上面図である。
【図５】実施形態において、蓋が振動するときにおける振動周波数とイナータンスとの関係のシミュレーション結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に図面を用いて本発明に係る実施形態につき、詳細に説明する。以下で説明する形状、材料などは説明のための例示であって、回転電機ユニットの仕様により変更が可能である。以下では、同様の構成には同一の符号を付して説明する。また、以下では回転電機ユニットが、回転電機として２つのモータジェネレータを備える場合を説明するが、２つのモータジェネレータの一方が電動モータのみの機能を有し、他方が発電機のみの機能を有する構成としてもよい。
【００１１】
図１は、実施形態の回転電機ユニット１２及びエンジン３０の結合構造１０の上面図である。図２は、図１のＡ−Ａ断面の模式図である。図３は、図１のＢ矢視図において、一部を省略して示している図である。結合構造１０は、回転電機ユニット１２及びエンジン３０を結合することにより構成される。結合構造１０は、「トランスアクスル」と呼ばれるものであり、車両に搭載されて車輪（図示せず）を駆動する駆動源として用いられる。なお、図１では、矢印Ｌにより車両の前後方向を示し、矢印Ｗにより車両の左右方向を示している。車両は、エンジン３０及び後述の第２モータジェネレータの一方または両方を駆動源として走行するハイブリッド車両である。
【００１２】
回転電機ユニット１２は、ユニットケース１４と、ユニットケース１４に収容された第１モータジェネレータ１６及び第２モータジェネレータ１８とを含む。ユニットケース１４は、第１モータジェネレータ１６及び第２モータジェネレータ１８を収容するケース本体１４ａと、ケース本体１４ａに取り付けられた蓋１４ｂとを有する。ユニットケース１４は、「トランスアクスルケース」と呼ばれる。第１モータジェネレータ１６は第１回転電機に相当し、第２モータジェネレータ１８は第２回転電機に相当する。以下、第１モータジェネレータ１６は第１ＭＧ１６と記載し、第２モータジェネレータ１８は第２ＭＧ１８と記載する。
【００１３】
また、ユニットケース１４の蓋１４ｂのほぼ中心位置にはボルト２０によって衝突プロテクタ２２が結合される。これによって、蓋１４ｂの振動を抑制できる。これについては後で詳しく説明する。
【００１４】
第１ＭＧ１６は、基本的にエンジン３０によって駆動される発電機として用いられるが、エンジン３０を始動する電動モータとして用いられる場合もある。第１ＭＧ１６は、第１ケースと、第１ケースに回転可能に支持された第１シャフト（図示せず）と、第１シャフトの周囲に固定された環状の第１ロータ（図示せず）、及び、第１ロータの外径側に配置された環状の第１ステータ（図示せず）とを含む。第１ステータは、第１ケース１６ａの内側に固定される。第１ケース１６ａは、ユニットケース１４のケース本体１４ａの内側に固定される。
【００１５】
第２ＭＧ１８は、基本的に車輪を駆動する電動モータとして用いられるが、車両の制動時に車輪により駆動されて回生発電する発電機として用いられる場合もある。第２ＭＧ１８は、第２ケース１８ａと、第２ケース１８ａに回転可能に支持された第２シャフト（図示せず）と、第２シャフトの周囲に固定された環状の第２ロータ（図示せず）、及び、第２ロータの外径側に配置された環状の第２ステータ（図示せず）とを含む。第２ＭＧ１８の第２ステータは、第２ケース１８ａの内側に固定される。第２ケース１８ａは、ユニットケース１４のケース本体１４ａの内側に固定される。
【００１６】
ユニットケース１４のケース本体１４ａの内側では、第１ＭＧ１６の第１シャフトと、第２ＭＧ１８の第２シャフトとが平行に配置される。これによって、ケース本体１４ａは、第１ＭＧ１６及び第２ＭＧ１８がそれぞれのシャフトの中心軸となる中心軸線Ｏ１，Ｏ２が異なる配置、すなわち複軸の配置で、かつ平行に配置された状態で、第１ＭＧ１６及び第２ＭＧ１８を収容する。各ＭＧ１６，１８は、３相交流回転電機である。
【００１７】
さらに、ユニットケース１４のケース本体１４ａの一端部（図１の下端部）には、蓋１４ｂがボルト（図示せず）などで締結することで取り付けられる。これにより、ケース本体１４ａにおいて、第１ＭＧ１６及び第２ＭＧ１８の軸方向一端側（図１の下端側）に設けられた開口１５（図２）が蓋１４ｂによって塞がれる。ケース本体１４ａの他端部（図１の上端部）は底部１４ｃで塞がれている。ケース本体１４ａは、両端が開口する構成とし、両端の開口のそれぞれに蓋が取り付けられる構成としてもよい。
【００１８】
ユニットケース１４の他端部にはエンジン３０がボルト（図示せず）などで固定されており、エンジン３０の駆動軸（図示せず）と第１ＭＧ１６とがユニットケース１４内の遊星歯車機構（図示せず）を介して連結される。このとき、第１ＭＧ１６の第１シャフトは遊星歯車機構のサンギヤに連結され、エンジン３０の駆動軸が遊星歯車機構のキャリアに連結される。これによりエンジン３０の動力の少なくとも一部が第１ＭＧ１６に供給されて第１ＭＧ１６が発電する。発電した電力はバッテリ（図示せず）に充電される。遊星歯車機構のキャリアに伝達されたトルクは、遊星歯車機構のリングギヤ、及び、このリングギヤの周辺に配置されるギヤ機構（図示せず）を介して第２ＭＧ１８の第２シャフトに伝達される。第２シャフトには、別のギヤ機構を介して車輪が連結される。これにより、第２ＭＧ１８のトルクと、第２シャフトにギヤ機構を介して加えられたトルクとの両方が合わさって車輪に伝達され、車輪が駆動する。
【００１９】
さらに、ユニットケース１４の蓋１４ｂのほぼ中心位置（図３でＸで示す位置）には、ボルト２０によって衝突プロテクタ２２が結合される。ボルト２０は締結部に相当する。図３では、衝突プロテクタ２２を三角形で模式化して示している。衝突プロテクタ２２は結合部品に相当する。より具体的には、蓋１４ｂの外側面の中心位置にはネジ孔（図示せず）が形成される。そして、衝突プロテクタ２２の一端部（図３の右端部）にはボルト２０の挿通孔（図示せず）が形成される。この挿通孔を通ったボルト２０のネジ部が蓋１４ｂのネジ孔に結合されることで、蓋１４ｂに衝突プロテクタ２２が結合される。衝突プロテクタ２２は、車両の走行時に前方の他の車両等の物体に衝突したときに、回転電機ユニット１２の前側に配置された車両内の他の部品（図示せず）から荷重を受けて変形し、衝撃を吸収する。これにより、衝突プロテクタ２２は、回転電機ユニット１２のユニットケース１４に加わる衝撃を緩和する。衝突プロテクタ２２は、金属などによって形成される。
【００２０】
実施形態では、蓋１４ｂの外側面の中心位置（図３のＸ位置）は、蓋１４ｂが振動した際に振動の最大振幅が生じる、振動の腹となる位置であり、その位置にボルト２０（図１）が設けられ、そのボルト２０によって蓋１４ｂに衝突プロテクタ２２が結合される。
【００２１】
上記の回転電機ユニット１２によれば、蓋１４ｂの振動の腹となる位置に設けられたボルト２０によって、蓋１４ｂに衝突プロテクタ２２が結合されるので、衝突プロテクタ２２が、蓋１４ｂの振動の際の動吸振器の機能を有する。これにより、第１ＭＧ１６及び第２ＭＧ１８が複軸でケース本体１４ａに収容される構成において、蓋１４ｂの振動を抑制できる。
【００２２】
これについて、より詳しく説明する。実施形態では、ユニットケース１４の内側には第１ＭＧ１６及び第２ＭＧ１８が複軸の配置で収容される。これにより、第１ＭＧ１６及び第２ＭＧ１８が単軸の構成で収容される場合に比べて、ユニットケース１４の一端側の開口１５が大きくなり、それに伴って開口１５を塞ぐ蓋１４ｂが大きくなりやすい。
【００２３】
図４は、比較例の回転電機ユニット１２及びエンジン３０の結合構造の上面図である。この結合構造では、第１ＭＧ１６及び第２ＭＧ１８がユニットケース１４内において、それぞれの中心軸線Ｏ１、Ｏ２が一致するように配置される単軸構成となっている。エンジン３０、第１ＭＧ１６及び第２ＭＧ１８はユニットケース１４内の遊星歯車機構（図示せず）によって連結され、第２ＭＧ１８の第２シャフト（図示せず）の動力が図示しない減速歯車機構を介して車輪に伝達されるように構成される。このような構成では、ユニットケース１４の端部の開口面積を、図１の実施形態の場合に比べて小さくできるので、蓋１４ｂも実施形態の場合に比べて小さくできる。例えば、図１の実施形態で蓋１４ｂの長手方向Ｌの寸法をＬ１とし、図４の比較例で蓋１４ｂの長手方向Ｌの寸法をＬ２とした場合に、Ｌ２をＬ１より小さくしやすい。このような比較例では、蓋１４ｂの振動が比較的小さくなりやすい。
【００２４】
一方、図１の実施形態のように第１ＭＧ１６及び第２ＭＧ１８が複軸の構成で配置される場合には、上記のように蓋１４ｂが大きくなりやすく、これによって特別な手段を採用しない限り、蓋１４ｂの振動が生じやすい。これについて、実施形態では、上記の位置のボルト２０によって蓋１４ｂに衝突プロテクタ２２が結合されるという特別な手段を採用している。これにより、第１ＭＧ１６及び第２ＭＧ１８が複軸構成で配置される構成において、蓋１４ｂの振動を抑制できる。このため、蓋１４ｂの振動によって発生する放射音を抑制できる。
【００２５】
図５は、実施形態において、蓋１４ｂが振動するときにおける振動周波数とイナータンスとの関係のシミュレーション結果を示す図である。図５において破線αは、実施形態の構成で蓋１４ｂに衝突プロテクタ２２が結合されない比較例の構成での振動周波数及びイナータンスの関係を示している。実線βは、実施形態における、振動周波数及びイナータンスの関係を示している。図５で示すように比較例では、周波数の増大に伴ってイナータンスが大きくなり、振動加速度が大きくなる。一方、実施形態では、周波数が大きくなる場合において、比較例に比べてイナータンスを低減できた。これにより、蓋１４ｂの振動を抑制できることを確認できた。
【００２６】
上記の実施形態では、蓋１４ｂに結合される結合部品が衝突プロテクタ２２である場合を説明したが、結合部品はこれに限定するものではない。例えば空調装置用のエアコンプレッサ、またはオイルポンプなどの補機を結合部品として用いることもできる。
【００２７】
また、上記の実施形態では、蓋１４ｂの外側面の中心部が振動の腹となる場合にそのほぼ中心位置に結合部品をボルト２０で締結する構成を説明した。一方、蓋１４ｂの形状または蓋１４ｂの取付部の構成に応じて蓋１４ｂの振動の腹となる位置が蓋１４ｂの中心位置と異なってもよい。この構成では、結合部品は、蓋１４ｂの中心位置ではなく、振動の腹となる位置に結合部品をボルトで結合する。また、上記では締結部がボルト２０である場合を説明したが、締結部はこれに限定しない。例えば、結合部品の一部に締結部としてネジ部が形成され、そのネジ部を蓋１４ｂのネジ孔に結合することで結合部品が蓋部に結合されてもよい。
【符号の説明】
【００２８】
１０  結合構造、１２  回転電機ユニット、１４  ユニットケース、１４ａ  ケース本体、１４ｂ  蓋、１４ｃ  底部、１５  開口、１６  第１モータジェネレータ（第１ＭＧ）、１６ａ  第１ケース、１８  第２モータジェネレータ（第２ＭＧ）、１８ａ  第２ケース、２０  ボルト、２２  衝突プロテクタ、３０  エンジン。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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