JP3705269B2 - 複軸多層モータのロータシール構造 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハイブリッド駆動ユニット等に適用される複軸多層モータのロータシール構造の技術分野に属する。
【0002】
【従来の技術】
ステータとインナーロータとアウターロータとを同軸上に三層配置した複軸多層モータにおいて、2つのロータ間に潤滑油を流す場合には、外部への潤滑油漏れを防ぐために密封する必要がある。このとき、潤滑油をシールする場所が、互いに相対回転するインナーロータ側部材とアウターロータ側部材との間の位置となるため、遠心力の影響を受けないメカニカルシールが用いられる(例えば、特許文献1参照。)。
【0003】
【特許文献1】
特開2002−156046号公報。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、複軸多層モータのロータシール構造としてメカニカルシールを適用した場合、メカニカルシールを設置する場所が、互いに相対回転するインナーロータ側部材とアウターロータ側部材との間の位置となるため、両者の回転差が大きくなった場合でも密封性を確保するためには、特殊な材料によるメカニカルシールとする必要がある。また、メカニカルシールは、組み付けるための工程が多く、多大な組み付け工数を要するし、また、部品コストも高価であるという問題があった。
【0005】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、遠心力によるシール部分の密封力変化が無く、かつ、シール部分の回転数差が過大とならないことで、特殊な材料によるメカニカルシールに代えて安価なオイルシールを用いながらも、インナーロータ油室とステータ空気室との連通遮断を確保することが出来る複軸多層モータのロータシール構造を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明では、
ステータとインナーロータとアウターロータとを同軸上に三層配置し、
前記アウターロータを冷却するアウターロータ油室と、前記インナーロータを冷却するインナーロータ油室と、ロータ内圧を大気圧に保つステータ空気室と、を設定し、
前記インナーロータ油室とステータ空気室との連通遮断をシールにより確保する複軸多層モータのロータシール構造において、
前記ステータに組み付けられるステータ組み付け部品に、インナーロータ側部材とアウターロータ側部材との相対回転位置まで延長した延長部を形成し、
前記ステータ組み付け部品の延長部の内周面とアウターロータ側部材との間に第1オイルシールを設置すると共に、前記ステータ組み付け部品の延長部の外周面とインナーロータ側部材との間に第2オイルシールを設置した。
【0007】
ここで、「ステータ組み付け部品の延長部」は、アウターロータ軸部材の位置まで延長しても良い。
【0008】
また、「ステータ組み付け部品」とは、例えば、ステータを軸方向に貫通するステータ冷却水路の端部位置に設置される水路蓋部品をいう。
【0009】
また、「ステータ組み付け部品」を、静止しているステータに対し回転止めするようにしても良い。
【0010】
また、「ステータ組み付け部品」に、インナーロータ支持軸受とアウターロータ支持軸受を設定しても良く、この場合、インナーロータ支持軸受を、インナーロータ冷却油室内に設定しても良い。
【0011】
【発明の効果】
よって、本発明のロータシール構造にあっては、モータケース部材に固定されるステータのステータ組み付け部品に、第1オイルシールと第2オイルシールとが設置されるため、遠心力によるシール部分の密封力変化が無く、かつ、シール部分の回転数差が過大とならないことで、特殊な材料によるメカニカルシールに代えて安価なオイルシールを用いながらも、インナーロータ油室とステータ空気室との連通遮断を確保することが出来る。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の複軸多層モータのロータシール構造を実現する実施の形態を、図面に示す実施例に基づいて説明する。
【0013】
(第1実施例)
まず、構成を説明する。
【0014】
[ハイブリッド駆動ユニットの全体構成]
図1は第1実施例の複軸多層モータが適用されたハイブリッド駆動ユニットの全体図であり、図1において、Eはエンジン、Mは複軸多層モータ、Gはラビニョウ型複合遊星歯車列、Dは駆動出力機構、1はモータカバー、2はモータケース、3はギヤハウジング、4はフロントカバーである。
【0015】
前記エンジンEは、ハイブリッド駆動ユニットの主動力源であり、エンジン出力軸5とラビニョウ型複合遊星歯車列Gの第2リングギヤR2とは、回転変動吸収ダンパー6及び多板クラッチ7を介して連結されている。
【0016】
前記複軸多層モータMは、外観的には1つのモータであるが2つのモータジェネレータ機能を有する副動力源である。この複軸多層モータMは、前記モータケース2に固定され、コイルを巻いた固定電機子としてのステータSと、前記ステータSの内側に配置し、永久磁石を埋設したインナーロータIRと、前記ステータSの外側に配置し、永久磁石を埋設したアウターロータORと、を同軸上に三層配置することで構成されている。前記インナーロータIRに固定の第1モータ中空軸8は、ラビニョウ型複合遊星歯車列Gの第1サンギヤS1に連結され、前記アウターロータORに固定の第2モータ軸9は、ラビニョウ型複合遊星歯車列Gの第2サンギヤS2に連結されている。
【0017】
前記ラビニョウ型複合遊星歯車列Gは、二つのモータ回転数を制御することにより無段階に変速比を変える無段変速機能を有する遊星歯車機構である。このラビニョウ型複合遊星歯車列Gは、互いに噛み合う第1ピニオンP1と第2ピニオンP2を支持する共通キャリヤCと、第1ピニオンP1に噛み合う第1サンギヤS1と、第2ピニオンP2に噛み合う第2サンギヤS2と、第1ピニオンP1に噛み合う第1リングギヤR1と、第2ピニオンP2に噛み合う第2リングギヤR2との5つの回転要素を有して構成されている。前記第1リングギヤR1とギヤハウジング3との間には多板ブレーキ10が介装されている。前記共通キャリヤCには、出力ギヤ11が連結されている。
【0018】
前記駆動出力機構Dは、出力ギヤ11と、第1カウンターギヤ12と、第2カウンターギヤ13と、ドライブギヤ14と、ディファレンシャル15と、ドライブシャフト16L,16Rにより構成されている。そして、出力ギヤ11からの出力回転及び出力トルクは、第1カウンターギヤ12→第2カウンターギヤ13→ドライブギヤ14→ディファレンシャル15を経過し、ドライブシャフト16L,16Rから図外の駆動輪へ伝達される。
【0019】
すなわち、ハイブリッド駆動ユニットは、前記第2リングギヤR2とエンジン出力軸5を連結し、前記第1サンギヤS1と第1モータ中空軸8とを連結し、前記第2サンギヤS2と第2モータ軸9とを連結し、前記共通キャリヤCに出力ギヤ11を連結することにより構成されている。
【0020】
[複軸多層モータの構成]
図2は第1実施例のロータシール構造が適用された複軸多層モータMを示す縦断側面図、図3は第1実施例のロータシール構造が適用された複軸多層モータMを示す一部縦断正面図、図4は第1実施例のステータを背面側から視た図である。
【0021】
図2において、1はモータカバー、2はモータケースであり、これらに囲まれたモータ室17内にインナーロータIRとステータSとアウターロータORとにより構成された複軸多層モータMが配置されている。
【0022】
前記インナーロータIRは、その内筒面が第1モータ中空軸8の段差軸端部8aに対して圧入(或いは、焼きばめ)により固定されている。このインナーロータIRには、図3に示すように、ロータベース20に対し磁束形成を考慮した配置によるインナーロータマグネット21(永久磁石)が軸方向に12本埋設されている。但し、2本が対をなしてV字配置されて同じ極性を示し、3極対としてある。
【0023】
前記ステータSは、ステータピース40を積層したステータピース積層体41とコイル42とステータ冷却水路43とインナー側ボルト・ナット44とアウター側ボルト・ナット45と非磁性体樹脂層46とを有して構成されている。そして、ステータSの正面側端部が、正面側エンドプレート47とステータ固定ケース48とを介してモータケース2に固定されている。
【0024】
前記コイル42は、コイル数が18で、図4に示すように、6相コイルを3回繰り返しながら円周上に配置される。
【0025】
そして、前記6相コイルに対しては、図外のインバータから給電接続端子50とバスバー径方向積層体51と給電コネクタ52とバスバー軸方向積層体53を介して複合電流が印加される(図8参照)。
【0026】
前記アウターロータORは、その外筒面がアウターロータケース62に対してロー付け、或いは、接着により固定されている。そして、アウターロータケース62の正面側には正面側連結ケース63が固定され、背面側には背面側連結ケース64が固定されている。そして、この背面側連結ケース64に第2モータ軸9がスプライン結合されている。このアウターロータORには、図3に示すように、ロータベース60に対し磁束形成を考慮した配置によるアウターロータマグネット61(永久磁石)が、両端位置に空間を介して軸方向に12本埋設されている。このアウターロータマグネット61は、インナーロータマグネット21と異なり、1本ずつ極性が違い、6極対をなしている。
【0027】
図2において、80,81はモータケース2及びモータカバー1にアウターロータ6を支持する一対のアウターロータ支持軸受である。82はモータケース2にインナーロータIRを支持するインナーロータ支持軸受、83はステータSに対しアウターロータORを支持するアウターロータ支持軸受、84は第1モータ中空軸8と第2モータ軸9との間に介装される相対回転部軸受である。
【0028】
また、図2において、85はインナーロータIRの回転位置を検出するインナーロータレゾルバ、86はアウターロータORの回転位置を検出するアウターロータレゾルバである。
【0029】
[遊星歯車機構の構成]
図5はハイブリッド駆動ユニットのラビニョウ型複合遊星歯車列Gを示す縦断面図である。図5において、2はモータケース、3はギヤハウジング、4はフロントカバーであり、これらに囲まれたギヤ室30内にラビニョウ型複合遊星歯車列G及び駆動出力機構Dが配置されている。
【0030】
前記ラビニョウ型複合遊星歯車列Gの第2リングギヤR2には、回転変動吸収フライホイールダンパー6と変速機入力軸31とクラッチドラム32とを介し、多板クラッチ7の締結時にエンジンEからの回転駆動トルクが入力される。
【0031】
前記ラビニョウ型複合遊星歯車列Gの第1サンギヤS1には、第1モータ中空軸8がスプライン結合され、決められたモータ動作点にしたがって、複軸多層モータMのインナーロータIRから第1トルクと第1回転数が入力される。
【0032】
前記ラビニョウ型複合遊星歯車列Gの第2サンギヤS2には、第2モータ軸9がスプライン結合され、決められたモータ動作点にしたがって、複軸多層モータMのアウターロータORから第2トルクと第2回転数が入力される。
【0033】
前記ラビニョウ型複合遊星歯車列Gの第1リングギヤR1と、ギヤハウジング3との間には多板ブレーキ10が設けられ、発進時等において多板ブレーキ10が締結された時には、第1リングギヤR1が停止する。
【0034】
前記ラビニョウ型複合遊星歯車列Gの共通キャリヤCには、ステータ固定ケース48に対しベアリングを介して回転可能に支持された出力ギヤ11がスプライン結合されている。
【0035】
前記駆動出力機構Dは、前記出力ギヤ11と噛み合う第1カウンターギヤ12と、この第1カウンターギヤ12のシャフト部に設けられた第2カウンターギヤ13と、第2カウンターギヤ13と噛み合うドライブギヤ14とを有する。そして、第2カウンターギヤ13とドライブギヤ14の歯数比により、終減速比が決められる。
【0036】
前記多板クラッチ7のクラッチピストン33には、フロントカバー4に形成されたクラッチ圧油路34により締結圧が供給される。また、前記多板ブレーキ10のブレーキピストン35には、フロントカバー4に形成されたブレーキ圧油路36により締結圧が供給される。前記クラッチピストン33と前記ブレーキピストン35は、フロントカバー4の内側で、内周位置にクラッチピストン33が配置され、その外周位置にブレーキピストン35が配置される。
【0037】
また、前記変速機入力軸31には、軸心油路37が形成されていて、この軸心油路37には、フロントカバー4に形成された潤滑油路38を介して潤滑油が供給される。
【0038】
[モータ冷却構造]
図6は第1実施例のモータ冷却構造を有する複軸多層モータを示す拡大縦断面図である。
【0039】
複軸多層モータMは、コイル42を巻いた固定電機子としてのステータSと、ステータSの内側に配置し、インナーロータマグネット21を埋設したインナーロータIRと、ステータSの外側に配置し、アウターロータマグネット61を埋設したアウターロータORとを、モータカバー1およびモータケース2(以下、モータケース部材1,2という。)により画成されるモータ室17の内部に備えている。
【0040】
そして、前記モータケース部材1,2の内周面と、前記アウターロータORを支持するアウターロータケース部材62,63,64の外周面とで囲まれる空間を、アウターロータORを冷却する第1油冷室91(アウターロータ油室)に設定している。
【0041】
また、前記インナーロータIRを支持する段差軸端部8a(インナーロータ支持部材)の内周面と、前記アウターロータORにアウターロータケース部材62,63,64を介して連結された第2モータ軸9(アウターロータ軸部材)の外周面との間に囲まれる空間を、インナーロータIRを冷却する第2油冷室92(インナーロータ油室)に設定している。
【0042】
さらに、前記アウターロータケース部材62,63,64の内周面と、前記ステータSの両端面とで囲まれる空間を、ロータ内圧を大気圧に保つステータ空気室95に設定している。なお、このステータ空気室95は、アウターロータORとインナーロータIRのエアギャップ93,94を含む。
【0043】
前記第2モータ軸9の軸心部に、モータ正面側軸端からモータ背面側に向けて軸心油路96を形成すると共に、前記第1油冷室91と前記第2油冷室92とに潤滑油を導く第1径方向分岐油路96aと第2径方向分岐油路96bを形成している。
【0044】
前記第2モータ軸9の軸心部に、モータ背面側軸端からモータ正面側に向けて軸心空気路97を形成すると共に、前記空気室95に空気を導く径方向空気路97aを形成している。ここで、前記第1径方向分岐油路96aと前記径方向空気路97aとは、軸方向にオーバラップさせて配置している。なお、98はスポンジ等によるエアフィルタ、99は潤滑油供給路、A1は第1実施例のロータシール構造である。
【0045】
[ロータシール構造]
図7は第1実施例のロータシール構造A1を示す拡大断面図である。
【0046】
前記複軸多層モータMのロータシール構造A1は、前記第2油冷室92とステータ空気室95との連通遮断をシールにより確保するもので、前記ステータSに組み付けられる水路蓋部品100(ステータ組み付け部品)に、インナーロータ側部材とアウターロータ側部材との相対回転位置まで延長した延長部100aを形成し、前記水路蓋部品100の延長部100aの内周面100bとアウターロータ側部材との間に第1オイルシール101を設置すると共に、前記水路蓋部品100の延長部100aの外周面100cとインナーロータ側部材との間に第2オイルシール102を設置している。
【0047】
前記水路蓋部品100の延長部100aを、段差軸端部8a(インナーロータ支持部材)の内周面8bと、第2モータ軸9(アウターロータ軸部材)の外周面9aとの間に形成される空間位置まで延長している。この延長部100aは、第2モータ軸9とは同軸の円筒形状である。
【0048】
前記ステータ組み付け部品である水路蓋部品100は、ステータSを軸方向に貫通するステータ冷却水路43の端部位置に設置される部品で、アウターロータORを支持するアウターロータ支持軸受83のホルダを兼ねている。
【0049】
前記ステータ組み付け部品である水路蓋部品100を、図6に示すように、静止しているステータSに対し回転止めピン103(回転止め)により回転方向に固定している。
【0050】
なお、水路蓋部品100には、ステータ空気室95を確保するために、空気連通孔100d,100eが開孔されている。
【0051】
次に、作用を説明する。
【0052】
[複軸多層モータの基本機能]
2ロータ・1ステータで、アウターロータ磁力線とインナーロータ磁力線との2つの磁力線が作られる複軸多層モータMを採用したことで、コイル42及び図外のインバータを2つのインナーロータIRとアウターロータORに対し共用出来る。そして、図8に示すように、インナーロータIRに対する電流とアウターロータORに対する電流を重ね合わせた複合電流を1つのコイル42に印加することにより、2つのロータIR,ORをそれぞれ独立に制御することが出来る。つまり、外観的には、1つの複軸多層モータMであるが、モータ機能とジェネレータ機能の異種または同種の機能を組み合わせものとして使える。
【0053】
よって、例えば、ロータとステータを持つモータと、ロータとステータを持つジェネレータの2つのものを設ける場合に比べて大幅にコンパクトになり、スペース・コスト・重量の面で有利であると共に、コイル共用化により電流による損失(銅損,スイッチングロス)を防止することが出来る。
【0054】
また、複合電流制御のみで(モータ+ジェネレータ)の使い方に限らず、(モータ+モータ)や(ジェネレータ+ジェネレータ)の使い方も可能であるというように、高い選択自由度を持ち、例えば、第1実施例のように、ハイブリッド車の駆動源に採用した場合、これら多数の選択肢の中から車両状態に応じて最も効果的或いは効率的な組み合わせを選択することが出来る。
【0055】
[ロータ及びステータの冷却作用]
前記複軸多層モータMは、上記のように主動力源をエンジンEとするハイブリッド駆動ユニットの副動力源として適用されたものであり、図外のオイルクーラにより冷却された潤滑油は、フロントカバー4に形成された潤滑油路38を介して、ハイブリッド駆動ユニットのギヤ室30内に配置されたギヤ機構に供給されると共に、変速機入力軸31に形成された軸心油路37から第2モータ軸9の軸心部に形成された軸心油路96に供給される。
【0056】
そして、軸心油路96からの潤滑油は、第2径方向分岐油路96bを経過して第2油冷室92へ供給され、移動する潤滑油により第1モータ中空軸8に固定されたインナーロータIRから熱を奪う。そして、第2油冷室92の潤滑油は、第1モータ中空軸8と第2モータ軸9との間の環状隙間を経過してギヤ室30へ導かれる。
【0057】
同時に、軸心油路96からの潤滑油は、第1径方向分岐油路96aを経過して第1油冷室91へ供給される。同時に潤滑油供給油路99からも潤滑油が第1油冷室91へ供給され、アウターロータケース部材62,63,64に固定されたアウターロータORから熱を奪う。
【0058】
よって、アウターロータORの外周空間を第1油冷室91に設定し、インナーロータIRの内周空間を第2油冷室92に設定したため、インナーロータIRとアウターロータORに埋設されたインナーロータマグネット21とアウターロータマグネット61の温度上昇が抑えられる。
【0059】
複軸多層モータMのステータSにはコイル42が巻かれ、このコイル42には大電流が流されることで、高温になろうとするが、外部から冷却水がステータ冷却水路43を経過して循環供給されることで、移動する冷却水により、ステータSの内側と両側面から熱を奪い、ステータSが冷却される。
【0060】
[エアギャップ確保作用]
ステータ空気室95が大気圧より低いときには、エアフィルタ98により粒子等を除去された空気は、モータ背面側軸端からモータ正面側に向けて形成された軸心空気路97から径方向空気路97aを経過し、ステータ空気室95に清浄な空気を導く。ステータ空気室95が大気圧より高いときには、ステータ空気室95から第2モータ軸9に設けられた径方向空気路97aを経過し、軸心空気路97から大気に抜かれる。すなわち、空気室95は、室圧の昇圧や減圧にかかわらず大気開放とされ、大気圧が保たれる。
【0061】
このステータ空気室95は、アウターロータケース部材62,63,64の正面側連結ケース63の内面と背面側連結ケース64の内面により形成される室であり、両側に形成される空気室95,95は、エアギャップ93,94により連通しているため、油の流入を許さない空気層としてのエアギャップ93,94が確保されることになり、エアギャップ93,94に油が流入した場合のように、ロータ回転による攪拌抵抗により温度上昇を招いたり、ロータ回転の抵抗となってモータ性能の低下を招くことが防止される。
【0062】
[オイルシールでのシール作用]
ステータSとインナーロータIRとアウターロータORとを同軸上に三層配置した複軸多層モータMにおいて、2つのロータIR,OR間に潤滑油を流す場合には、外部への潤滑油漏れを防ぐために密封する必要がある。このとき、潤滑油をシールする場所が、互いに相対回転するインナーロータ側部材とアウターロータ側部材との間の位置となるため、一般的に、遠心力の影響を受けないメカニカルシールが用いられることになる。
【0063】
しかし、メカニカルシールを適用した場合、メカニカルシールを設置する場所が、互いに相対回転するインナーロータ側部材とアウターロータ側部材との間の位置となるため、両者の回転差が大きくなった場合でも密封性を確保するためには、特殊な材料によるメカニカルシールとする必要がある。また、メカニカルシールは、組み付けるための工程が多く、多大な組み付け工数を要するし、また、部品コストも高価である。
【0064】
これに対し、第1実施例のロータシール構造A1では、図7に示すように、ステータSに組み付けられる水路蓋部品100に、インナーロータ側部材とアウターロータ側部材との相対回転位置まで延長した延長部100aを形成し、この延長部100aの内周面100bと外周面100cとに第1オイルシール101と第2オイルシール102とを設置したため、固定部である延長部100aに取り付けられる2つのオイルシール101,102の許容回転数は、各ロータIR,ORの最大回転数となる。
【0065】
よって、相対回転位置に取り付けられるメカニカルシールのように、遠心力によるシール部分の密封力変化が無く、かつ、シール部分の回転数差が過大とならないことで、特殊な材料によるメカニカルシールに代えて安価なオイルシール101,102を用いながらも、第1油冷室92とステータ空気室95との連通を遮断する高いシール性能を確保することが出来る。
【0066】
次に、効果を説明する。
第1実施例の複軸多層モータのロータシール構造にあっては、下記に列挙する効果を得ることが出来る。
【0067】
(1) 第2油冷室92とステータ空気室95との連通遮断をシールにより確保する複軸多層モータMのロータシール構造A1において、ステータSに組み付けられる水路蓋部品100に、インナーロータ側部材とアウターロータ側部材との相対回転位置まで延長した延長部100aを形成し、前記水路蓋部品100の延長部100aの内周面100bとアウターロータ側部材との間に第1オイルシール101を設置すると共に、前記水路蓋部品100の延長部100aの外周面100cとインナーロータ側部材との間に第2オイルシール102を設置したため、遠心力によるシール部分の密封力変化が無く、かつ、シール部分の回転数差が過大とならないことで、特殊な材料によるメカニカルシールに代えて安価なオイルシール101,102を用いながらも、第2油冷室92とステータ空気室95との連通遮断を確保することが出来る。
【0068】
(2) 前記水路蓋部品100の延長部100aを、段差軸端部8aの内周面8bと、第2モータ軸9の外周面9aとの間に形成される空間位置まで延長したため、第2モータ軸9に近い位置に両オイルシール101,102が設けられることでシール部となる外周面9aと内周面8bのシール半径が小さくなり、シール部周速度を小さくすることが出来る。この結果、高摩耗性材料等のように特殊な材料のオイルシールを用いなくても高いシール性を確保することが出来る。
【0069】
(3) ステータ組み付け部品を、ステータSを軸方向に貫通するステータ冷却水路43の端部位置に設置される水路蓋部品100としたため、部品点数を増大させることなく、ステータ冷却水路43の水路蓋機能と両オイルシール101,102の取付部材機能を兼ねて用いることが出来る。
【0070】
(4) ステータ組み付け部品である水路蓋部品100を、静止しているステータSに対し回転止めピン103により回転方向に固定しているため、両ロータIR,ORの回転に伴って両オイルシール101,102のシール部に生じる摩擦力による水路蓋部品100の連れ周りを無くし、水路蓋部品100をケース固定部品とすることが出来る。
【0071】
(第2実施例)
この第2実施例は、第1実施例の相対回転部軸受84に代えてインナーロータ支持軸受87を適用した例である。
【0072】
すなわち、第2実施例の複軸多層モータのロータシール構造A2は、図9に示すように、ステータ組み付け部品である水路蓋部品100に、インナーロータ支持軸受87とアウターロータ支持軸受83とを設定している。このインナーロータ支持軸受87は、水路蓋部品100の延長部100aに第2オイルシール102と並列配置で設けられ、第2オイルシール102を第2油冷室92側に配置し、インナーロータ支持軸受87をステータ空気室95側に配置している。なお、他の構成は第1実施例と同様であるので、図示並びに説明を省略する。
【0073】
作用については、ステータSに取り付けられる水路蓋部品100の延長部100aにインナーロータIRを支持するインナーロータ支持軸受87を設置することで、インナーロータ支持軸受87が相対回転しなくなり、最高回転数を低く抑えることが出来る。
【0074】
次に、効果を説明する。
第2実施例の複軸多層モータのロータシール構造A2にあっては、第1実施例の効果に加え、下記の効果を得ることが出来る。
【0075】
(5) ステータ組み付け部品である水路蓋部品100に、インナーロータ支持軸受87とアウターロータ支持軸受83とを設定したため、両軸受87,83の最大回転数を下げることが出来る。
【0076】
(第3実施例)
この第3実施例は、基本的構造は第2実施例と同様であるが、インナーロータ支持軸受87と第2オイルシール102との軸方向位置関係を第2実施例とは逆にした例である。
【0077】
すなわち、第3実施例の複軸多層モータのロータシール構造A3は、図10に示すように、ステータ組み付け部品である水路蓋部品100に、インナーロータ支持軸受87とアウターロータ支持軸受83とを設定している。このインナーロータ支持軸受87は、水路蓋部品100の延長部100aに第2オイルシール102と並列配置で設けられ、インナーロータ支持軸受87を第2油冷室92側に配置し、第2オイルシール102をステータ空気室95側に配置している。なお、他の構成は第1実施例と同様であるので、図示並びに説明を省略する。
【0078】
作用については、ステータSに取り付けられる水路蓋部品100の延長部100aにインナーロータIRを支持するインナーロータ支持軸受87を設置すると共に、潤滑オイルのある第2油冷室92側にインナーロータ支持軸受87を配置することで、インナーロータ支持軸受87が相対回転しなくなり、最高回転数を低く抑えることが出来ると共に、インナーロータ支持軸受87を潤滑することが出来る。
【0079】
次に、効果を説明する。
第3実施例の複軸多層モータのロータシール構造A3にあっては、第1実施例及び第2実施例の効果に加え、下記の効果を得ることが出来る。
【0080】
(6) インナーロータ支持軸受87を、第2油冷室92内に設定したため、インナーロータ支持軸受87をオイル潤滑することが出来る。
【0081】
以上、本発明の複軸多層モータのロータシール構造を第1実施例ないし第3実施例に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【0082】
例えば、第1実施例ないし第3実施例では、ハイブリッド駆動ユニットに適用される複軸多層モータの例を示したが、単独で設置される複軸多層モータや他のシステムに適用される複軸多層モータに対しても本発明のロータシール構造を採用することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施例のロータシール構造を有する複軸多層モータが適用されたハイブリッド駆動ユニットを示す概略全体図である。
【図2】第1実施例のロータシール構造が適用された複軸多層モータMを示す縦断側面図である。
【図3】第1実施例のロータシール構造が適用された複軸多層モータMを示す一部縦断正面図である。
【図4】第1実施例のロータシール構造が適用された複軸多層モータMをステータの背面側から視た図である。
【図5】第1実施例のロータシール構造を有する複軸多層モータが適用されたハイブリッド駆動ユニットのラビニョウ型複合遊星歯車列Gおよび駆動出力機構Dを示す縦断側面図である。
【図6】第1実施例のロータシール構造が適用された複軸多層モータMの拡大縦断側面図である。
【図7】第1実施例のロータシール構造を示す拡大断面図である。
【図8】複軸多層モータのステータコイルに印加する複合電流の一例を示す図である。
【図9】第2実施例のロータシール構造を示す拡大断面図である。
【図10】第3実施例のロータシール構造を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
M 複軸多層モータ
S ステータ
IR インナーロータ
OR アウターロータ
1,2 モータケース部材
8 第1モータ中空軸
8a 段差軸端部(インナーロータ支持部材)
8b 内周面
9 第2モータ軸(アウターロータ軸部材)
9a 外周面
43 ステータ冷却水路
62,63,64 アウターロータケース部材
83 アウターロータ支持軸受
84 相対回転部軸受
87 インナーロータ支持軸受
91 第1油冷室(アウターロータ油室)
92 第2油冷室(インナーロータ油室)
95 ステータ空気室
100 水路蓋部品(ステータ組み付け部品)
100a 延長部
100b 内周面
100c 外周面
101 第1オイルシール
102 第2オイルシール
103 回転止めピン(回転止め)
Claims (6)
- モータケース部材に固定したコイル付きのステータと、該ステータの内側に配置した永久磁石付きのインナーロータと、前記ステータの外側に配置した永久磁石付きのアウターロータと、を同軸上に三層配置し、
前記モータケース部材の内周面と、前記アウターロータを支持するアウターロータケース部材の外周面との間に囲まれる空間を、アウターロータを冷却するアウターロータ油室に設定し、
前記インナーロータを支持するインナーロータ支持部材の内周面と、前記アウターロータにアウターロータケース部材を介して連結されたアウターロータ軸部材の外周面との間に囲まれる空間を、インナーロータを冷却するインナーロータ油室に設定し、
前記アウターロータケース部材の内周面と、前記ステータの両端面との間に囲まれる空間を、ロータ内圧を大気圧に保つステータ空気室に設定し、
前記インナーロータ油室とステータ空気室との連通遮断をシールにより確保する複軸多層モータのロータシール構造において、
前記ステータに組み付けられるステータ組み付け部品に、インナーロータ側部材とアウターロータ側部材との相対回転位置まで延長した延長部を形成し、
前記ステータ組み付け部品の延長部の内周面とアウターロータ側部材との間に第1オイルシールを設置すると共に、前記ステータ組み付け部品の延長部の外周面とインナーロータ側部材との間に第2オイルシールを設置したことを特徴とする複軸多層モータのロータシール構造。 - 請求項1に記載された複軸多層モータのロータシール構造において、
前記ステータ組み付け部品の延長部を、インナーロータ支持部材の内周面とアウターロータ軸部材の外周面との間に形成される空間位置まで延長したことを特徴とする複軸多層モータのロータシール構造。 - 請求項1または2の何れか1項に記載された複軸多層モータのロータシール構造において、
前記ステータ組み付け部品は、ステータを軸方向に貫通するステータ冷却水路の端部位置に設置される水路蓋部品であることを特徴とする複軸多層モータのロータシール構造。 - 請求項1ないし3の何れか1項に記載された複軸多層モータのロータシール構造において、
前記ステータ組み付け部品を、静止しているステータに対し回転止めにより回転方向に固定したことを特徴とする複軸多層モータのロータシール構造。 - 請求項2ないし4の何れか1項に記載された複軸多層モータのロータシール構造において、
前記ステータ組み付け部品に、インナーロータ支持軸受とアウターロータ支持軸受を設定したことを特徴とする複軸多層モータのロータシール構造。 - 請求項5に記載された複軸多層モータのロータシール構造において、
前記インナーロータ支持軸受を、インナーロータ冷却油室内に設定したことを特徴とする複軸多層モータのロータシール構造。
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