JP6137148B2

JP6137148B2 - モータジェネレータ装置

Info

Publication number: JP6137148B2
Application number: JP2014241892A
Authority: JP
Inventors: 芥川　等; 等芥川
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2014-11-28
Filing date: 2014-11-28
Publication date: 2017-05-31
Anticipated expiration: 2034-11-28
Also published as: JP2016101878A

Description

本発明は、車両用エンジンのクランクシャフトに駆動連結されるモータジェネレータ装置に関する。

従来から、エンジン自動車には、エンジンの動力によって発電を行ってバッテリを充電するオルタネータが搭載されるが、近年、該オルタネータに代えて、より高出力での発電が可能なモータジェネレータが搭載されることがある。該モータジェネレータは、エンジンルーム内においてエンジンの近傍に配設され、モータジェネレータの軸とエンジンのクランクシャフトは、プーリとベルト等からなる巻掛け伝動機構を介して駆動連結される。

この種のモータジェネレータは、例えばアイドルストップ状態からエンジンが再始動されるときなどに電動機として駆動されることで、クランクシャフトを回転させてエンジンを始動させることができる。また、エンジン駆動中においてモータジェネレータの駆動が停止されているときには、クランクシャフトと共にモータジェネレータのロータが回転することで、モータジェネレータによる発電が行われる。特に、車両減速時には、モータジェネレータの発電によって、車輪側からクランクシャフトを介してモータジェネレータに伝達された運動エネルギを電気エネルギに変換するエネルギ回生が行われる。さらに、車両の発進時や加速時にモータジェネレータが駆動されることでクランクシャフトにトルクが伝達され、これにより車輪側に伝えるトルクを増大させるトルクアシストを行うこともできる。

このようなモータジェネレータの出力側には、エンジン側に伝えるトルクを増大させるために、モータジェネレータの出力回転を減速させる減速機が設けられることがある。しかし、この場合、回生時において、クランクシャフトの回転が減速機によって増速されてモータジェネレータに伝達されると、モータジェネレータの過回転を招く恐れがある。

この問題に関して、特許文献１には、上述したようなモータジェネレータと減速機とがユニット化されたモータジェネレータ装置において、エンジン始動時にはモータジェネレータの出力回転を減速機によって減速し、回生時には、クランクシャフトの回転が等速でモータジェネレータに伝達されるようにした技術が開示されている。

図５に示すように、特許文献１のモータジェネレータ装置５１０は、モータジェネレータ５１２、モータジェネレータ５１２のロータ５１６を支持するロータ軸５１４、ベルト５０７を介してエンジンのクランクシャフトに駆動連結されたプーリ５０６を支持するプーリ軸５４０、及び、ロータ軸５１４とプーリ軸５４０とを連結するように設けられた減速機としてのプラネタリギヤ機構５３０を備えている。

プラネタリギヤ機構５３０のサンギヤ５３１はロータ軸５１４に直結されており、キャリヤ５３５はプーリ軸５４０に直結されている。また、ロータ軸５１４とプラネタリギヤ機構５３０のキャリヤ５３５との間、及び、プラネタリギヤ機構５３０のリングギヤ５３２とケース５８０との間には、それぞれ油圧式多板クラッチ又はワンウェイクラッチからなる第１、第２クラッチ５５１，５５２が設けられている。

このモータジェネレータ装置５１０では、モータジェネレータ５１２からクランクシャフトへ動力伝達するエンジン始動時またはトルクアシスト実行時は、第２クラッチ５５２が締結又はロックされ、第１クラッチ５５１が解放又はフリーとされることで、プラネタリギヤ機構５３０のリングギヤ５３２が固定され、モータジェネレータ５１２からサンギヤ５３１に入力された回転は、減速されてキャリヤ５３５からエンジン側へ出力される。

一方、クランクシャフトからモータジェネレータ５１２へ動力伝達される回生時は、第１クラッチ５５１が締結又はロックされ、第２クラッチ５５２が解放又はフリーとされることで、プーリ軸５４０とロータ軸５１４とが直結されるとともに、プラネタリギヤ機構５３０のサンギヤ５３１、キャリヤ５３５及びリングギヤ５３２が一体回転する。これにより、クランクシャフトの回転が等速でモータジェネレータ５１２に伝達されるため、回生時におけるモータジェネレータの過回転が抑制される。

特開２００３−１２０７６５号公報

しかしながら、図５に示す従来例では、クランクシャフトの回転がモータジェネレータ５１２に伝達されるときにプーリ軸５４０とロータ軸５１４とを直結する第１クラッチ５５１が、プラネタリギヤ機構５３０から軸方向にずらして配設されていることにより、モータジェネレータ装置５１０が軸方向に大型化し、エンジンルームのレイアウト自由度が低下する問題がある。

そこで、本発明は、モータジェネレータの出力回転を減速してエンジンのクランクシャフトに伝達可能なモータジェネレータ装置のコンパクト化を図り、該モータジェネレータ装置のエンジンルームへの搭載性を向上させることを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明に係るモータジェネレータ装置は、次のように構成したことを特徴とする。

まず、本願の請求項１に記載の発明は、
モータジェネレータに連絡される第１軸と、エンジンのクランクシャフトに連絡される第２軸と、前記第１軸と前記第２軸との間に設けられたプラネタリギヤ機構とを備えたモータジェネレータ装置であって、
前記第１軸と前記第２軸とを直結可能な所定のワンウェイクラッチと、該所定のワンウェイクラッチ以外の他のワンウェイクラッチと、前記プラネタリギヤ機構を収容するケースと、前記第２軸と前記ケースとの間に介装された軸受とを備え、
前記プラネタリギヤ機構のサンギヤの径方向内側に、前記所定のワンウェイクラッチが配設され、
前記他のワンウェイクラッチは、前記軸受の径方向外側に配設されていることを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載の発明において、
前記所定のワンウェイクラッチは、前記第１軸から前記第２軸への動力伝達時にフリーとされ、前記第２軸から前記第１軸への動力伝達時にロックされるものであることを特徴とする。

さらに、請求項３に記載の発明は、前記請求項１又は請求項２に記載の発明において、
前記第２軸の一端に、前記第１軸の外側に嵌合する嵌合部が設けられ、
前記所定のワンウェイクラッチは、前記嵌合部の径方向外側に配設されていることを特徴とする。

まず、請求項１に記載の発明によれば、モータジェネレータに連絡される第１軸とエンジンのクランクシャフトに連絡される第２軸とを直結可能なワンウェイクラッチが、プラネタリギヤ機構のサンギヤの径方向内側に配設されることで、同様の機能を果たすワンウェイクラッチがプラネタリギヤ機構から軸方向にずらして配設される従来のレイアウトに比べて、プラネタリギヤ機構とワンウェイクラッチとを軸方向にコンパクトに配置することができる。そのため、該プラネタリギヤ機構とワンウェイクラッチを有するモータジェネレータ装置の小型化を図ることができ、これにより、エンジンルームへのモータジェネレータ装置の搭載性が向上する。また、第２軸を支持する軸受の外側の空間を利用して他のワンウェイクラッチが配設されるため、該ワンウェイクラッチを設けることによるモータジェネレータ装置の軸方向寸法の増大を抑制できる。

また、請求項２に記載の発明によれば、エンジン側からモータジェネレータ側への動力伝達時に前記ワンウェイクラッチがロックされることで、第１軸と第２軸とが直結される。このとき、エンジン側の動力は、プラネタリギヤ機構によって減速されることなく第２軸から直接ワンウェイクラッチに伝達されるため、ワンウェイクラッチに入力されるトルクは比較的小さくなる。そのため、該ワンウェイクラッチのトルク容量は小さくて済み、小型のワンウェイクラッチを用いることで、より効果的なモータジェネレータ装置のコンパクト化を図ることができる。

さらに、請求項３に記載の発明によれば、第２軸の一端に設けられた嵌合部を第１軸の外側に嵌合することで、これら第１、第２軸のセンタリングを果たしつつ、この嵌合部の径方向外側の空間を利用して前記ワンウェイクラッチが配設されることで、第１軸、第２軸及びワンウェイクラッチが軸方向にオーバラップするレイアウトを実現できる。これにより、軸方向におけるモータジェネレータ装置の更なるコンパクト化を図ることができる。

また、モータジェネレータの出力がプラネタリギヤ機構によって減速されてクランクシャフト側へ伝達される場合、プラネタリギヤ機構による減速によって増大されたトルクが入力される第２軸に比べて、そのように増大されたトルクが入力されない第１軸は小径化を図りやすい。そのため、該第１軸の外側に嵌合される嵌合部も小径化しやすくなり、これにより、径方向におけるモータジェネレータ装置のコンパクト化を図ることができる。

本発明の実施形態に係るモータジェネレータ装置及びエンジンを示す概略平面図である。第１実施形態に係るモータジェネレータ装置の断面図及び骨子図である。第２実施形態に係るモータジェネレータ装置の断面図及び骨子図である。第３実施形態に係るモータジェネレータ装置の断面図及び骨子図である。モータジェネレータ装置の従来例を示す断面図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。

［第１実施形態］
図１に示すように、第１実施形態に係るモータジェネレータ装置１０は、車両の例えばエンジンルームにおいてエンジン１の近傍に配設されている。モータジェネレータ装置１０は、巻掛け伝動機構４を介してエンジン１に駆動連結されている。

巻掛け伝動機構４は、エンジン１のクランクシャフト２の一端に固定されたプーリ５と、モータジェネレータ装置１０に設けられたプーリ軸４０の先端に固定されたプーリ６と、これらのプーリ５，６間に巻き掛けられたベルト７とを備えている。この巻掛け伝動機構４を介して、クランクシャフト２とプーリ軸４０は常時連結されている。

なお、巻掛け伝動機構４のベルト７は、上述した２つのプーリ５，６だけでなく、例えば、空調用コンプレッサ、エンジン冷却用のウォータポンプ、ブレーキ補助用のバキュームポンプ等、エンジン１及びモータジェネレータ装置１０以外の補機の回転軸に設けられたプーリ（図示せず）や、ベルト７の張力を調整するためのアイドルプーリ（図示せず）にも巻き掛けられるようにしてもよい。

図２（ａ）はモータジェネレータ装置１０の断面図であり、図２（ｂ）はその骨子図である。なお、モータジェネレータ装置１０は、プーリ軸４０の軸心に沿った中心線を挟んで概ね対称の構造を有するため、図２（ａ）では、中心線を挟んだ一方の側の部分のみを図示している。

図２（ａ）に示すように、モータジェネレータ装置１０は、モータジェネレータ１２と、該モータジェネレータ１２の出力を減速してプーリ軸４０に伝達する減速機としてのプラネタリギヤ機構３０とを備えている。

モータジェネレータ１２は、プーリ軸４０と同じ軸線上に配置されたロータ軸１４と、ロータ軸１４上に固定されたロータ１６と、ロータ１６の径方向外側に配設されたステータ１８とを備えている。

ロータ軸１４は、ロータ１６及びステータ１８を収容するモータケース２０に例えば一対の軸受２２，２４を介して回転可能に支持されている。ロータ１６は、筒状の磁性体で構成されており、一対の軸受２２，２４間の軸方向位置に配置されている。ステータ１８は、磁性体からなるステータコアにコイルが巻回されて構成されており、モータケース２０に固定されている。ロータ１６は、ステータ１８に電力が供給されたときに生じる磁力によって、ロータ軸１４と共に回転する。ロータ軸１４の一端は、モータケース２０の外側に突出するようにプーリ６側に向かって延びている。

なお、図２（ａ）において、モータジェネレータ１２のロータ軸１４、ロータ１６及びステータ１８は模式的に図示されており、モータジェネレータ１２のその他の部品については図示を省略している。

モータジェネレータ１２が電動機として駆動されるとき、モータジェネレータ１２の出力は、プラネタリギヤ機構３０によって減速されることでトルクが増大されて、巻掛け伝動機構４を介してクランクシャフト２に伝達される。これにより、モータジェネレータ１２は、アイドルストップ中に駆動されることでエンジン１を再始動させたり、車両の発進時や加速時に駆動されることで、エンジン１から駆動輪側へ出力されるトルクを増大させるトルクアシストを行ったりすることができる。

一方、エンジン１の駆動中には、クランクシャフト２の回転が巻掛け伝動機構４を介してモータジェネレータ１２のロータ１６に伝達されることで、該モータジェネレータ１２は発電機として作動する。特に、車両減速時には、モータジェネレータ１２の発電によって、駆動輪側からクランクシャフト２を介してモータジェネレータ１２に伝達された運動エネルギを電気エネルギに変換するエネルギ回生を行うことができる。

プラネタリギヤ機構３０は、軸方向においてモータジェネレータ１２とプーリ６との間に配置されている。プラネタリギヤ機構３０は、サンギヤ３１、リングギヤ３２、サンギヤ３１とリングギヤ３２に噛み合うピニオン３３、及び、ピニオン３３を支持するキャリヤ３５を備えている。ピニオン３３は、周方向に間隔を空けて複数設けられている。

図２（ｂ）に示すように、プラネタリギヤ機構３０は、ロータ軸１４とプーリ軸４０との間の動力伝達経路に設けられている。

プラネタリギヤ機構３０のサンギヤ３１は、ロータ軸１４に直結されており、モータジェネレータ１２の出力が入力される入力要素として機能する。リングギヤ３２は、プラネタリギヤ機構３０を収容する減速機ケース８０に固定されており、モータジェネレータ１２の駆動時に反力要素として機能する。これにより、サンギヤ３１に入力されたモータジェネレータ１２の出力は、プラネタリギヤ機構３０によって減速されて、出力要素としてのキャリヤ３５から出力される。

また、ロータ軸１４とプーリ軸４０との間の動力伝達経路には、第１、第２ワンウェイクラッチ５１，５２が設けられている。具体的に、第１ワンウェイクラッチ５１は、ロータ軸１４とプーリ軸４０との間に設けられており、プーリ軸４０からロータ軸１４への動力伝達時にのみロックされ、反対方向の動力伝達を遮断するように構成されている。第２ワンウェイクラッチ５２は、キャリヤ３５とプーリ軸４０との間に設けられており、キャリヤ３５からプーリ軸４０への動力伝達時にのみロックされ、反対方向の動力伝達を遮断するように構成されている。

以上の動力伝達経路の構成により、モータジェネレータ１２が電動機として駆動されて、モータジェネレータ１２側からエンジン１側への動力伝達が行われるとき、第１ワンウェイクラッチ５１はフリーとなり、第２ワンウェイクラッチ５２はロックされる。そのため、モータジェネレータ１２の出力は、第１ワンウェイクラッチ５１がフリーであることによりロータ軸１４からプーリ軸４０へ直接伝達されることはなく、プラネタリギヤ機構３０のサンギヤ３１に入力される。そして、プラネタリギヤ機構３０によって減速されてキャリヤ３５から出力される動力は、ロックされた第２ワンウェイクラッチ５２を介してプーリ軸４０に伝達され、さらに、巻掛け伝動機構４を介してエンジン１のクランクシャフト２（図１参照）に伝達される。

逆に、エンジン１側からモータジェネレータ１２側への動力伝達によって、モータジェネレータ１２が発電機として作動するとき、第１ワンウェイクラッチ５１はロックされ、第２ワンウェイクラッチ５２はフリーとなる。そのため、エンジン１側から巻掛け伝動機構４を介してプーリ軸４０に伝達された回転は、第２ワンウェイクラッチ５２がフリーであることによりプラネタリギヤ機構３０のキャリヤ３５に入力されることがなく、ロックされた第１ワンウェイクラッチ５１を介して等速でロータ軸１４に伝達される。つまり、エンジン１側からモータジェネレータ１２側への動力伝達において、減速機３０による増速が行われることがないため、モータジェネレータ１２のロータ１６の過回転を抑制しつつ、モータジェネレータ１２による発電を行うことができる。

また、モータジェネレータ装置１０は、プラネタリギヤ機構３０及び第１、第２ワンウェイクラッチ５１，５２等が以下のように配置されていることにより、全体としてコンパクトに構成されている。

図２（ａ）に示すように、減速機ケース８０は、モータジェネレータ１２側に配置された第１ケース部材８１と、プーリ６側に配置された第２ケース部材８２とを備え、これら第１、第２ケース部材８１，８２は、例えばボルトによって互いに結合されている。また、第１ケース部材８１は、例えばボルトによってモータケース２０に結合されている。

減速機ケース８０内には、モータケース２０から突出したロータ軸１４の先端部が入り込んでいる。また、減速機ケース８０内には、プーリ軸４０におけるモータジェネレータ１２側部分が収容されている。プーリ軸４０の反モータジェネレータ１２側の端部は、減速機ケース８０の外側に突出しており、該突出部分にプーリ６が取り付けられている。

プーリ軸４０は、軸受６２を介して減速機ケース８０の第２ケース部材８２に回転可能に支持されている。軸受６２は、例えば、インナレース６３とアウタレース６４との間に複数のボール６５が介装されたボールベアリングである。

プーリ軸４０は、軸受６２よりもモータジェネレータ１２側の部分において、軸受６２のインナレース６３の内径よりも大径の拡径部４１を備えており、該拡径部４１は、インナレース６３をモータジェネレータ１２側から軸方向に位置決めしている。拡径部４１の外周と減速機ケース８０の内面との間には、これらの相対回転を許容するオイルシール７２が介装されている。オイルシール７２は、軸受６２のモータジェネレータ１２側に隣接して配置されている。

プーリ軸４０には、拡径部４１の外周からオイルシール７２のモータジェネレータ１２側に隣接する部分を通って径方向外側に拡がるフランジ部４３と、該フランジ部４３の外周端部に連なるインナレース部４４とを備えている。インナレース部４４は、第２ワンウェイクラッチ５２のインナレースとして機能するものであり、軸受６２及びオイルシール７２の径方向外側に、これらと軸方向にオーバラップするように配置されている。

プーリ軸４０のモータジェネレータ１２側の端部には、筒状の嵌合部４２が設けられている。嵌合部４２の外径は、拡径部４１よりも小径である。嵌合部４２は、例えばすべり軸受（メタルブッシュ）６８を介して、ロータ軸１４の先端部の外側に嵌合されている。これにより、ロータ軸１４とプーリ軸４０がセンタリングされるとともに、一対の軸受２２，２４によって安定的に支持されたロータ軸１４によって、プーリ軸４０のモータジェネレータ１２側の端部が回転可能に支持されている。これにより、巻掛け伝動機構４のベルト７の張力がかかるプーリ軸４０を、ロータ軸１４と軸受６２とによって確実に支持できる。なお、すべり軸受６８に代えて、ニードルベアリングを用いてもよい。

また、モータジェネレータ１２の駆動時にプラネタリギヤ機構３０による減速によって増大されたトルクが入力されるプーリ軸４０に比べて、そのように増大されたトルクが入力されることがないロータ軸１４は小径化を図りやすい。そのため、該ロータ軸１４の外側に嵌合される嵌合部４２の大径化が抑制されている。

プーリ６は、筒状の被固定部６ａを備えており、該被固定部６ａは、反モータジェネレータ１２側からプーリ軸４０の外側に嵌め込まれている。プーリ軸４０の反モータジェネレータ１２側の端部はねじ部４５となっており、ねじ部４５にはナット４８が螺合されている。プーリ６の被固定部６ａは、ナット４８と軸受６２のインナレース６３との間に挟み込まれた状態でナット４８が締め付けられることで、プーリ軸４０に固定されている。

サンギヤ３１は、ピニオン３３に噛み合うサンギヤ本体３１ａと、該サンギヤ本体３１ａからモータジェネレータ１２側へ軸方向に延びる延長部３１ｂと、該延長部３１ｂの先端に連なる係合部３１ｃとを備えている。

サンギヤ本体３１ａは、プーリ軸４０の嵌合部４２と軸方向にオーバラップするように該嵌合部４２の径方向外側に配置されている。嵌合部４２とサンギヤ本体３１ａとの間には、第１ワンウェイクラッチ５１のロック部材５１ａが介装されている。ロック部材５１ａは、周方向に間隔を空けて複数設けられており、嵌合部４２は第１ワンウェイクラッチ５１のインナレースとして、サンギヤ本体３１ａは第１ワンウェイクラッチ５１のアウタレースとしてそれぞれ機能するようになっている。

このように、第１ワンウェイクラッチ５１のロック部材５１ａが、サンギヤ本体３１ａの径方向内側に軸方向にオーバラップするように配設されることで、第１ワンウェイクラッチ５１がプラネタリギヤ機構３０から軸方向にずらして配設される従来のようなレイアウトに比べて、プラネタリギヤ機構３０と第１ワンウェイクラッチ５１とを軸方向にコンパクトに配置することができる。

第１ワンウェイクラッチ５１のロック時において、嵌合部４２に対するサンギヤ本体３１ａの相対回転は阻止される。また、第１ワンウェイクラッチ５１のロック時において、プーリ軸４０側の動力は、等速で第１ワンウェイクラッチ５１に伝達されるため、プラネタリギヤ機構３０によって減速されたものが伝達される場合に比べて、第１ワンウェイクラッチ５１に入力されるトルクは比較的小さくなる。そのため、第１ワンウェイクラッチ５１のトルク容量は小さくて済み、これを構成する嵌合部４２やサンギヤ本体３１ａの小型化が図られる。

また、嵌合部４２とサンギヤ本体３１ａとの間には、ロック部材５１ａのモータジェネレータ１２側に隣接して軸受６１が介装されており、第１ワンウェイクラッチ５１の非ロック時において、サンギヤ本体３１ａは、軸受６１を介して嵌合部４２に回転可能に支持される。

サンギヤ３１の延長部３１ｂは、サンギヤ本体３１ａのモータジェネレータ１２側の端部から径方向内側へ斜めに延びている。サンギヤ３１の係合部３１ｃは、嵌合部４２のモータジェネレータ１２側に隣接して配置されている。係合部３１ｃの外周と減速機ケース８０の内面との間には、これらの相対回転を許容するオイルシール７０が介装されている。

係合部３１ｃの内周は、ロータ軸１４の外周にスプライン嵌合されている。これにより、モータジェネレータ１２の駆動時には、モータジェネレータ１２の出力がロータ軸１４から係合部３１ｃに伝達されることで、サンギヤ３１は、プラネタリギヤ機構３０の入力要素として機能し得る。また、モータジェネレータ１２の発電時には、第１ワンウェイクラッチ５１がロックされることで、プーリ軸４０の回転がサンギヤ３１を介してロータ軸１４に等速で伝達される。

サンギヤ本体３１ａ、ピニオン３３及びリングギヤ３２は、互いに略等しい軸方向寸法を有する。リングギヤ３２は、その外周が減速機ケース８０の内面にスプライン嵌合されることで、減速機ケース８０に回転不能に固定されており、これにより、プラネタリギヤ機構３０の反力要素として機能し得る。

キャリヤ３５は、ピニオン３３のモータジェネレータ１２側に近接して配置された第１キャリヤプレート部３５ａと、ピニオン３３の反モータジェネレータ１２側に近接して配置された第２キャリヤプレート部３５ｂと、第２キャリヤプレート部３５ｂから反モータジェネレータ１２側に向かって軸方向に延びるアウタレース部３５ｃとを備えている。

アウタレース部３５ｃは、第２ワンウェイクラッチ５２のアウタレースとして機能するものである。アウタレース部３５ｃの外径は、ピニオン３３の外径よりも小径とされている。

アウタレース部３５ｃは、インナレース部４４の径方向外側に対向するように配置されており、インナレース部４４とアウタレース部３５ｃとの間には、第２ワンウェイクラッチ５２のロック部材５２ａが介装されている。ロック部材５２ａは、周方向に間隔を空けて複数設けられている。これらのロック部材５２ａは、軸受６２及びオイルシール７２の径方向外側に、これらと軸方向にオーバラップするように配置されている。

モータジェネレータ１２の駆動時には、第２ワンウェイクラッチ５２がロックされることで、プラネタリギヤ機構３０で減速されたモータジェネレータ１２の動力が、出力要素であるキャリヤ３５と一体のアウタレース部３５ｃから、プーリ軸４０と一体のインナレース部４４へ伝達される。このとき、回転部材であるインナレース部４４からアウタレース部３５ｃが受ける反力は、仮に減速機ケース８０等の固定部材から反力を受ける場合に比べて小さいため、第２ワンウェイクラッチ５２のトルク容量は比較的小さくて済み、これを構成するインナレース部４４やアウタレース部３５ｃの小型化が図られる。

また、第２ワンウェイクラッチ５２がフリーとなるモータジェネレータ１２の発電時は、プーリ軸４０と一体のインナレース部４４は比較的高速で回転し、キャリヤ３５と一体のアウタレース部３５ｃは比較的低速で回転する。このように、第２ワンウェイクラッチ５２のフリー時において、インナレース部４４とアウタレース部３５ｃはいずれも回転するため、仮に一方の回転が停止して他方が回転する場合に比べて、第２ワンウェイクラッチ５２の耐久性の向上が図られる。

以上のように構成されたモータジェネレータ装置１０によれば、ロータ軸１４とプーリ軸４０とのセンタリングを果たすための嵌合部４２の外側、且つ、減速機として機能するプラネタリギヤ機構３０のサンギヤ本体３１ａの内側の空間を利用して第１ワンウェイクラッチ５１が配置されており、これにより、第１ワンウェイクラッチ５１、ロータ軸１４の先端部、及び、プーリ軸４０の嵌合部４２が、サンギヤ本体３１ａの径方向内側において、これと軸方向にオーバラップするように配置されるという特徴的なレイアウトが実現されている。これにより、軸方向においてモータジェネレータ装置１０をコンパクトに構成することができる。

また、上述したように、嵌合部４２の小径化や、第１ワンウェイクラッチ５１の小型化が図られることで、その外側に配置されるプラネタリギヤ機構３０の大径化が抑制される。そのため、径方向においてもモータジェネレータ装置１０のコンパクト化が図られる。

さらに、上述のように、第２ワンウェイクラッチ５２は、プーリ軸４０の外周に設けられた軸受６２及びオイルシール７２の径方向外側の空間を利用して配置されているため、第２ワンウェイクラッチ５２をプラネタリギヤ機構３０から軸方向にずらして設けることによる軸方向寸法の増大を回避できる。また、上記のように第２ワンウェイクラッチ５２の小型化が図られることで、第２ワンウェイクラッチ５２を設けることによってモータジェネレータ装置１０が径方向に大型化することを抑制できる。

以上のように、第１実施形態によれば、軸方向及び径方向においてモータジェネレータ装置１０の小型化が図られているため、エンジンルームへのモータジェネレータ装置１０の搭載性を向上させることができる。

［第２実施形態］
図３（ａ）及び図３（ｂ）を参照しながら、第２実施形態に係るモータジェネレータ装置１１０の構成を説明する。

図３（ａ）はモータジェネレータ装置１１０の断面図であり、図３（ｂ）はその骨子図である。なお、図３（ａ）では、モータジェネレータ装置１１０の中心線を挟んだ一方の側の部分のみを図示している。また、第１実施形態と同様の構成要素については、図３（ａ）及び図３（ｂ）において同一の符号を付すとともに、その説明を省略する。

図３（ａ）に示すように、モータジェネレータ装置１１０は、第１実施形態と同様のモータジェネレータ１２と、該モータジェネレータ１２の出力を減速してプーリ軸１４０に伝達する減速機としてのプラネタリギヤ機構１３０とを備えている。

プラネタリギヤ機構１３０は、軸方向においてモータジェネレータ１２とプーリ６との間に配置されている。プラネタリギヤ機構１３０は、サンギヤ１３１、リングギヤ１３２、サンギヤ１３１とリングギヤ１３２に噛み合うピニオン１３３、及び、ピニオン１３３を支持するキャリヤ１３５を備えている。ピニオン１３３は、周方向に間隔を空けて複数設けられている。

図３（ｂ）に示すように、ロータ軸１４とプーリ軸１４０との間の動力伝達経路には、プラネタリギヤ機構１３０及び第１、第２ワンウェイクラッチ１５１，１５２が設けられている。

プラネタリギヤ機構１３０のサンギヤ１３１は、ロータ軸１４に直結されており、モータジェネレータ１２の出力が入力される入力要素として機能する。リングギヤ１３２は、第２ワンウェイクラッチ１５２を介して、プラネタリギヤ機構１３０を収容する減速機ケース１８０に連結されており、第２ワンウェイクラッチ１５２のロック時に反力要素として機能する。これにより、サンギヤ１３１に入力されたモータジェネレータ１２の出力は、プラネタリギヤ機構１３０によって減速されて、出力要素としてのキャリヤ１３５から出力される。キャリヤ１３５はプーリ軸１４０に直結されており、プラネタリギヤ機構３０で減速された動力は、プーリ軸１４０に直接伝達されるようになっている。

第１ワンウェイクラッチ１５１は、ロータ軸１４とプーリ軸１４０との間に設けられており、プーリ軸１４０からロータ軸１４への動力伝達時にのみロックされ、反対方向の動力伝達を遮断するように構成されている。第２ワンウェイクラッチ１５２は、上記のようにリングギヤ１３２と減速機ケース１８０との間に設けられており、モータジェネレータ１２の駆動時にのみロックされ、モータジェネレータ１２の発電時にはリングギヤ１３２と減速機ケース１８０との連結を遮断するように構成されている。

以上の動力伝達経路の構成により、モータジェネレータ１２が電動機として駆動されて、モータジェネレータ１２側からエンジン１側への動力伝達が行われるとき、第１ワンウェイクラッチ１５１はフリーとなり、第２ワンウェイクラッチ１５２はロックされる。そのため、モータジェネレータ１２の出力は、第１ワンウェイクラッチ１５１がフリーであることによりロータ軸１４からプーリ軸１４０へ直接伝達されることはなく、プラネタリギヤ機構１３０のサンギヤ１３１に入力される。そして、第２ワンウェイクラッチ１５２のロックによりリングギヤ１３２が減速機ケース１８０に固定されることで、サンギヤ１３１に入力された動力は、プラネタリギヤ機構１３０によって減速されてキャリヤ１３５から出力される。このプラネタリギヤ機構３０の出力は、プーリ軸１４０及び巻掛け伝動機構４を介してエンジン１のクランクシャフト２（図１参照）に伝達される。

逆に、エンジン１側からモータジェネレータ１２側への動力伝達によって、モータジェネレータ１２が発電機として作動するとき、第１ワンウェイクラッチ１５１はロックされ、第２ワンウェイクラッチ１５２はフリーとなる。そのため、エンジン１側から巻掛け伝動機構４を介してプーリ軸１４０に伝達された回転は、ロックされた第１ワンウェイクラッチ１５１を介して等速でロータ軸１４に伝達される。したがって、ロータ１６の過回転を抑制しつつ、モータジェネレータ１２による発電を行うことができる。

なお、このとき、第２ワンウェイクラッチ１５２がフリーであることによりリングギヤ１３２は回転可能となっており、プーリ軸１４０側の回転がキャリヤ１３５に入力されるため、サンギヤ１３１、キャリヤ１３５及びリングギヤ１３２は、いずれもプーリ軸１４０と等速で回転する。

また、モータジェネレータ装置１１０は、プラネタリギヤ機構１３０及び第１、第２ワンウェイクラッチ１５１，１５２等が以下のように配置されていることにより、全体としてコンパクトに構成されている。

図３（ａ）に示すように、減速機ケース１８０は、例えばボルトによってモータケース２０に結合されている。減速機ケース１８０内には、モータケース２０から突出したロータ軸１４の先端部が入り込んでいる。また、減速機ケース１８０内には、プーリ軸１４０におけるモータジェネレータ１２側部分が収容されている。プーリ軸１４０の反モータジェネレータ１２側の端部は、減速機ケース１８０の外側に突出しており、該突出部分にプーリ６が取り付けられている。

プーリ軸１４０は、軸受１６２を介して減速機ケース１８０に回転可能に支持されている。軸受１６２は、例えば、インナレース１６３とアウタレース１６４との間に複数のボール１６５が介装されたボールベアリングである。

プーリ軸１４０は、軸受１６２よりもモータジェネレータ１２側の部分において、軸受１６２のインナレース１６３の内径よりも大径の拡径部１４１を備えており、該拡径部１４１は、インナレース１６３をモータジェネレータ１２側から軸方向に位置決めしている。拡径部１４１の外周と減速機ケース１８０の内面との間には、これらの相対回転を許容するオイルシール１７２が介装されている。オイルシール１７２は、軸受１６２のモータジェネレータ１２側に隣接して配置されている。

プーリ軸１４０のモータジェネレータ１２側の端部には、筒状の嵌合部１４２が設けられている。嵌合部１４２の外径は、拡径部１４１よりも小径である。嵌合部１４２は、例えばすべり軸受（メタルブッシュ）１６８を介して、ロータ軸１４の先端部の外側に嵌合されている。これにより、ロータ軸１４とプーリ軸１４０がセンタリングされるとともに、一対の軸受２２，２４によって安定的に支持されたロータ軸１４によって、プーリ軸１４０のモータジェネレータ１２側の端部が回転可能に支持されている。これにより、巻掛け伝動機構４のベルト７の張力がかかるプーリ軸１４０を、ロータ軸１４と軸受１６２とによって確実に支持できる。なお、すべり軸受１６８に代えて、ニードルベアリングを用いてもよい。

また、モータジェネレータ１２の駆動時にプラネタリギヤ機構１３０による減速によって増大されたトルクが入力されるプーリ軸１４０に比べて、そのように増大されたトルクが入力されることがないロータ軸１４は小径化を図りやすい。そのため、該ロータ軸１４の外側に嵌合される嵌合部１４２の大径化が抑制されている。

プーリ６は、筒状の被固定部６ａを備えており、該被固定部６ａは、反モータジェネレータ１２側からプーリ軸１４０の外側に嵌め込まれている。プーリ軸１４０の反モータジェネレータ１２側の端部はねじ部１４５となっており、ねじ部１４５にはナット４８が螺合されている。プーリ６の被固定部６ａは、ナット４８と軸受１６２のインナレース１６３との間に挟み込まれた状態でナット４８が締め付けられることで、プーリ軸１４０に固定されている。

サンギヤ１３１は、ピニオン１３３に噛み合うサンギヤ本体１３１ａと、該サンギヤ本体１３１ａからモータジェネレータ１２側へ軸方向に延びる延長部１３１ｂと、該延長部１３１ｂの先端に連なる係合部１３１ｃとを備えている。

サンギヤ本体１３１ａは、プーリ軸１４０の嵌合部１４２と軸方向にオーバラップするように該嵌合部１４２の径方向外側に配置されている。嵌合部１４２とサンギヤ本体１３１ａとの間には、第１ワンウェイクラッチ１５１のロック部材１５１ａが介装されている。ロック部材１５１ａは、周方向に間隔を空けて複数設けられており、嵌合部１４２は第１ワンウェイクラッチ１５１のインナレースとして、サンギヤ本体１３１ａは第１ワンウェイクラッチ１５１のアウタレースとしてそれぞれ機能するようになっている。

このように、第１ワンウェイクラッチ１５１のロック部材１５１ａが、サンギヤ本体３１ａの径方向内側に軸方向にオーバラップするように配設されることで、第１ワンウェイクラッチ１５１がプラネタリギヤ機構１３０から軸方向にずらして配設される従来のようなレイアウトに比べて、プラネタリギヤ機構１３０と第１ワンウェイクラッチ１５１とを軸方向にコンパクトに配置することができる。

第１ワンウェイクラッチ１５１のロック時において、嵌合部１４２に対するサンギヤ本体１３１ａの相対回転は阻止される。また、第１ワンウェイクラッチ１５１のロック時において、プーリ軸１４０側の動力は、等速で第１ワンウェイクラッチ１５１に伝達されるため、プラネタリギヤ機構１３０によって減速されたものが伝達される場合に比べて、第１ワンウェイクラッチ１５１に入力されるトルクは比較的小さくなる。そのため、第１ワンウェイクラッチ１５１のトルク容量は小さくて済み、これを構成する嵌合部１４２やサンギヤ本体１３１ａの小型化が図られる。

また、嵌合部１４２とサンギヤ本体１３１ａとの間には、ロック部材１５１ａのモータジェネレータ１２側に隣接して軸受１６１が介装されており、第１ワンウェイクラッチ１５１の非ロック時において、サンギヤ本体１３１ａは、軸受１６１を介して嵌合部１４２に回転可能に支持される。

サンギヤ１３１の延長部１３１ｂは、サンギヤ本体１３１ａのモータジェネレータ１２側の端部から径方向内側へ斜めに延びている。サンギヤ１３１の係合部１３１ｃは、嵌合部１４２のモータジェネレータ１２側に隣接して配置されている。係合部１３１ｃの外周と減速機ケース１８０の内面との間には、これらの相対回転を許容するオイルシール１７０が介装されている。

係合部１３１ｃの内周は、ロータ軸１４の外周にスプライン嵌合されている。これにより、モータジェネレータ１２の駆動時には、モータジェネレータ１２の出力がロータ軸１４から係合部１３１ｃに伝達されることで、サンギヤ１３１は、プラネタリギヤ機構１３０の入力要素として機能し得る。また、モータジェネレータ１２の発電時には、第１ワンウェイクラッチ１５１がロックされることで、プーリ軸１４０の回転がサンギヤ１３１を介してロータ軸１４に等速で伝達される。

サンギヤ本体１３１ａ及びピニオン１３３は、互いに略等しい軸方向寸法を有する。リングギヤ１３２は、サンギヤ本体１３１ａ及びピニオン１３３よりも反モータジェネレータ１２側へ突出するように軸方向に延長されている。リングギヤ１３２の反モータジェネレータ１２側の端部には、リングギヤ１３２と一体回転する動力伝達部材１９０が連結されるか又は一体に連なるように設けられている。

動力伝達部材１９０は、リングギヤ１３２から径方向内側に延びる延長部１９１と、該延長部１９１の内周端部から反モータジェネレータ１２側に向かって軸方向に延びるインナレース部１９２とを備えている。延長部１９１は、軸方向においてオイルシール１７２よりもモータジェネレータ１２側に配置されている。インナレース部１９２は、第２ワンウェイクラッチ１５２のインナレースとして機能するものであり、軸受１６２及びオイルシール１７２の径方向外側に、これらと軸方向にオーバラップするように配置されている。

インナレース部１９２の径方向外側には、第２ワンウェイクラッチ１５２のアウタレースとして機能するアウタレース部材１９６が対向配置されており、インナレース部１９２とアウタレース部材１９６との間には、第２ワンウェイクラッチ１５２のロック部材１５２ａが介装されている。ロック部材１５２ａは、周方向に間隔を空けて複数設けられている。これらのロック部材１５２ａは、軸受１６２及びオイルシール１７２の径方向外側に、これらと軸方向にオーバラップするように配置されている。

アウタレース部材１９６の外径は、ピニオン１３３の外径よりも小径とされている。アウタレース部材１９６の外周は、減速機ケース１８０の内面にスプライン嵌合されている。これにより、第２ワンウェイクラッチ１５２のロック時において、リングギヤ１３２は、第２ワンウェイクラッチ１５２を介して減速機ケース１８０に回転不能に固定され、これにより、プラネタリギヤ機構１３０の反力要素として機能し得る。

キャリヤ１３５は、ピニオン１３３のモータジェネレータ１２側に近接して配置された第１キャリヤプレート部１３５ａと、ピニオン１３３の反モータジェネレータ１２側に近接して配置された第２キャリヤプレート部１３５ｂとを備えている。第２キャリヤプレート部１３５ｂは、動力伝達部材１９０の縁貯部１９１とピニオン１３３との間に配置されており、第２キャリヤプレート部１３５ｂの内周端部は、プーリ軸１４０の拡径部１４１に一体に連なっている。

以上のように構成されたモータジェネレータ装置１１０によれば、ロータ軸１４とプーリ軸１４０とのセンタリングを果たすための嵌合部１４２の外側、且つ、減速機として機能するプラネタリギヤ機構１３０のサンギヤ本体１３１ａの内側の空間を利用して第１ワンウェイクラッチ１５１が配置されており、これにより、第１ワンウェイクラッチ１５１、ロータ軸１４の先端部、及び、プーリ軸１４０の嵌合部１４２が、サンギヤ本体１３１ａの径方向内側において、これと軸方向にオーバラップするように配置されるという特徴的なレイアウトが実現されている。これにより、軸方向においてモータジェネレータ装置１１０をコンパクトに構成することができる。

また、上述したように、嵌合部１４２の小径化や、第１ワンウェイクラッチ１５１の小型化が図られることで、その外側に配置されるプラネタリギヤ機構１３０の大径化が抑制される。そのため、径方向においてもモータジェネレータ装置１１０のコンパクト化が図られる。

さらに、上述のように、第２ワンウェイクラッチ１５２は、プーリ軸１４０の外周に設けられた軸受１６２及びオイルシール１７２の径方向外側の空間を利用して配置されているため、第２ワンウェイクラッチ１５２をプラネタリギヤ機構１３０から軸方向にずらして設けることによる軸方向寸法の増大を回避できる。

以上のように、第２実施形態によれば、軸方向及び径方向においてモータジェネレータ装置１１０の小型化が図られているため、エンジンルームへのモータジェネレータ装置１１０の搭載性を向上させることができる。

［第３実施形態］
図４（ａ）及び図４（ｂ）を参照しながら、第３実施形態に係るモータジェネレータ装置２１０の構成を説明する。

図４（ａ）はモータジェネレータ装置２１０の断面図であり、図４（ｂ）はその骨子図である。なお、図４（ａ）では、モータジェネレータ装置２１０の中心線を挟んだ一方の側の部分のみを図示している。また、第１実施形態と同様の構成要素については、図４（ａ）及び図４（ｂ）において同一の符号を付すとともに、その説明を省略する。

図４（ａ）に示すように、モータジェネレータ装置２１０は、第１実施形態と同様のモータジェネレータ１２と、該モータジェネレータ１２の出力を減速してプーリ軸２４０に伝達する減速機としてのプラネタリギヤ機構２３０とを備えている。

プラネタリギヤ機構２３０は、軸方向においてモータジェネレータ１２とプーリ６との間に配置されている。プラネタリギヤ機構２３０は、サンギヤ２３１、リングギヤ２３２、サンギヤ２３１とリングギヤ２３２に噛み合うピニオン２３３、及び、ピニオン２３３を支持するキャリヤ２３５を備えている。ピニオン２３３は、周方向に間隔を空けて複数設けられている。

図４（ｂ）に示すように、ロータ軸１４とプーリ軸２４０との間の動力伝達経路には、プラネタリギヤ機構２３０及び第１、第２ワンウェイクラッチ２５１，２５２が設けられている。

プラネタリギヤ機構２３０のサンギヤ２３１は、ロータ軸１４に直結されており、モータジェネレータ１２の出力が入力される入力要素として機能する。リングギヤ２３２は、プラネタリギヤ機構２３０を収容する減速機ケース２８０に固定されており、モータジェネレータ１２の駆動時に反力要素として機能する。これにより、サンギヤ２３１に入力されたモータジェネレータ１２の出力は、プラネタリギヤ機構２３０によって減速されて、出力要素としてのキャリヤ２３５から出力される。

第１ワンウェイクラッチ２５１は、ロータ軸１４とプーリ軸２４０との間に設けられており、プーリ軸２４０からロータ軸１４への動力伝達時にのみロックされ、反対方向の動力伝達を遮断するように構成されている。第２ワンウェイクラッチ２５２は、キャリヤ２３５とプーリ軸２４０との間に設けられており、キャリヤ２３５からプーリ軸２４０への動力伝達時にのみロックされ、反対方向の動力伝達を遮断するように構成されている。

以上の動力伝達経路の構成により、モータジェネレータ１２が電動機として駆動されて、モータジェネレータ１２側からエンジン１側への動力伝達が行われるとき、第１ワンウェイクラッチ２５１はフリーとなり、第２ワンウェイクラッチ２５２はロックされる。そのため、モータジェネレータ１２の出力は、第１ワンウェイクラッチ２５１がフリーであることによりロータ軸１４からプーリ軸２４０へ直接伝達されることはなく、プラネタリギヤ機構２３０のサンギヤ２３１に入力される。サンギヤ２３１に入力された動力は、プラネタリギヤ機構２３０によって減速されてキャリヤ２３５から出力される。このプラネタリギヤ機構２０の出力は、ロックされた第２ワンウェイクラッチ２５２を介してプーリ軸２４０に伝達され、さらに、巻掛け伝動機構４を介してエンジン１のクランクシャフト２（図１参照）に伝達される。

逆に、エンジン１側からモータジェネレータ１２側への動力伝達によって、モータジェネレータ１２が発電機として作動するとき、第１ワンウェイクラッチ２５１はロックされ、第２ワンウェイクラッチ２５２はフリーとなる。そのため、エンジン１側から巻掛け伝動機構４を介してプーリ軸２４０に伝達された回転は、ロックされた第１ワンウェイクラッチ２５１を介して等速でロータ軸１４に伝達される。したがって、ロータ１６の過回転を抑制しつつ、モータジェネレータ１２による発電を行うことができる。

また、モータジェネレータ装置２１０は、プラネタリギヤ機構２３０及び第１、第２ワンウェイクラッチ２５１，２５２等が以下のように配置されていることにより、全体としてコンパクトに構成されている。

図４（ａ）に示すように、減速機ケース２８０は、モータジェネレータ１２側に配置された第１ケース部材２８１と、プーリ６側に配置された第２ケース部材２８２とを備え、これら第１、第２ケース部材２８１，２８２は、例えばボルトによって互いに結合されている。また、第１ケース部材２８１は、例えばボルトによってモータケース２０に結合されている。

減速機ケース２８０内には、モータケース２０から突出したロータ軸１４の先端部が入り込んでいる。また、減速機ケース２８０内には、プーリ軸２４０におけるモータジェネレータ１２側部分が収容されている。プーリ軸２４０の反モータジェネレータ１２側の端部は、減速機ケース２８０の外側に突出しており、該突出部分にプーリ６が取り付けられている。

プーリ軸２４０は、軸受２６２を介して減速機ケース２８０に回転可能に支持されている。軸受２６２は、例えば、インナレース２６３とアウタレース２６４との間に複数のボール２６５が介装されたボールベアリングである。

プーリ軸２４０は、軸受２６２よりもモータジェネレータ１２側の部分において、軸受２６２のインナレース２６３の内径よりも大径の拡径部２４１を備えており、該拡径部２４１は、インナレース２６３をモータジェネレータ１２側から軸方向に位置決めしている。拡径部２４１の外周と減速機ケース２８０の内面との間には、これらの相対回転を許容するオイルシール２７２が介装されている。オイルシール２７２は、軸受２６２のモータジェネレータ１２側に隣接して配置されている。

プーリ軸２４０のモータジェネレータ１２側の端部には、筒状の嵌合部２４２が設けられている。嵌合部２４２の外径は、拡径部２４１よりも小径である。嵌合部２４２は、第１ワンウェイクラッチ２５１のロック部材２５１ａを介して、ロータ軸１４の先端部の外側に嵌合されており、これにより、ロータ軸１４とプーリ軸２４０がセンタリングされている。ロック部材２５１ａは、周方向に間隔を空けて複数設けられており、ロータ軸１４の先端部が第１ワンウェイクラッチ２５１のインナレースとして機能し、嵌合部２４２が第１ワンウェイクラッチ２５１のアウタレースとして機能するようになっている。

モータジェネレータ１２の発電時には、第１ワンウェイクラッチ２５１がロックされることで、プーリ軸２４０の回転がロータ軸１４に等速で伝達される。また、第１ワンウェイクラッチ２５１のロック時において、プーリ軸２４０側の動力は、等速で第１ワンウェイクラッチ２５１に伝達されるため、プラネタリギヤ機構２３０によって減速されたものが伝達される場合に比べて、第１ワンウェイクラッチ２５１に入力されるトルクは比較的小さくなる。そのため、第１ワンウェイクラッチ２５１のトルク容量は小さくて済み、これを構成する嵌合部２４２やロータ軸１４の先端部の小径化が図られる。

また、モータジェネレータ１２の駆動時にプラネタリギヤ機構２３０による減速によって増大されたトルクが入力されるプーリ軸２４０に比べて、そのように増大されたトルクが入力されることがないロータ軸１４は小径化を図りやすい。この点においても、該ロータ軸１４の外側に嵌合される嵌合部２４２の小径化を図ることができる。

プーリ６は、筒状の被固定部６ａを備えており、該被固定部６ａは、反モータジェネレータ１２側からプーリ軸２４０の外側に嵌め込まれている。プーリ軸２４０の反モータジェネレータ１２側の端部はねじ部２４５となっており、ねじ部２４５にはナット４８が螺合されている。プーリ６の被固定部６ａは、ナット４８と軸受２６２のインナレース２６３との間に挟み込まれた状態でナット４８が締め付けられることで、プーリ軸２４０に固定されている。

サンギヤ２３１は、ピニオン２３３に噛み合うサンギヤ本体２３１ａと、該サンギヤ本体２３１ａからモータジェネレータ１２側へ軸方向に延びる延長部２３１ｂと、該延長部２３１ｂの先端に連なる係合部２３１ｃとを備えている。

サンギヤ本体２３１ａは、プーリ軸２４０の嵌合部２４２及び第１ワンウェイクラッチ２５１のロック部材２５１ａと軸方向にオーバラップするように嵌合部２４２の径方向外側に配置されている。

サンギヤ２３１の延長部２３１ｂは、サンギヤ本体２３１ａのモータジェネレータ１２側の端部から径方向内側へ斜めに延びている。サンギヤ２３１の係合部２３１ｃは、嵌合部２４２のモータジェネレータ１２側に隣接して配置されている。係合部２３１ｃの外周と減速機ケース２８０の内面との間には、これらの相対回転を許容するオイルシール２７０が介装されている。

係合部２３１ｃの内周は、ロータ軸１４の外周にスプライン嵌合されている。これにより、モータジェネレータ１２の駆動時には、モータジェネレータ１２の出力がロータ軸１４から係合部２３１ｃに伝達されることで、サンギヤ２３１は、プラネタリギヤ機構２３０の入力要素として機能し得る。

サンギヤ本体２３１ａ、ピニオン２３３及びリングギヤ２３２は、互いに略等しい軸方向寸法を有する。リングギヤ２３２の外周は、減速機ケース２８０の内面にスプライン嵌合されており、これにより、プラネタリギヤ機構２３０の反力要素として機能し得る。

キャリヤ２３５は、ピニオン２３３のモータジェネレータ１２側に近接して配置された第１キャリヤプレート部２３５ａと、ピニオン２３３の反モータジェネレータ１２側に近接して配置された第２キャリヤプレート部２３５ｂとを備えている。第２キャリヤプレート部２３５ｂの内周端部には、モータジェネレータ１２側に向かって軸方向に延びるアウタレース部２３５ｃが一体に連ねて設けられている。

アウタレース部２３５ｃは、径方向において嵌合部２４２の外側且つサンギヤ本体２３１ａの内側に配置されている。具体的に、アウタレース部２３５ｃは、サンギヤ本体２３１ａの内側に僅かな隙間を空けて対向配置されている。また、嵌合部２４２とアウタレース部２３５ｃとの間には、第２ワンウェイクラッチ２５２のロック部材２５２ａが介装されている。ロック部材２５２ａは、第１ワンウェイクラッチ２５１のロック部材２５１ａ及びサンギヤ本体２３１ａと軸方向にオーバラップするように配置されている。

ロック部材２５２ａは、周方向に間隔を空けて複数設けられており、嵌合部２４２は、第２ワンウェイクラッチ２５２のインナレースとして機能し、アウタレース部２３５ｃは、第２ワンウェイクラッチ２５２のアウタレースとして機能する。

モータジェネレータ１２の駆動時には、第２ワンウェイクラッチ２５２がロックされることで、プラネタリギヤ機構２３０で減速されたモータジェネレータ１２の動力が、出力要素であるキャリヤ２３５と一体のアウタレース部２３５ｃから、アウタレースとして機能するプーリ軸２４０の嵌合部２４２へ伝達される。このとき、回転部材であるプーリ軸２４０からアウタレース部２３５ｃが受ける反力は、仮に減速機ケース２８０等の固定部材から反力を受ける場合に比べて小さいため、第２ワンウェイクラッチ２５２のトルク容量は比較的小さくて済み、これを構成する嵌合部２４２やアウタレース部２３５ｃの小型化が図られる。

また、第２ワンウェイクラッチ２５２がフリーとなるモータジェネレータ１２の発電時は、プーリ軸２４０の嵌合部２４２は比較的高速で回転し、キャリヤ２３５と一体のアウタレース部２３５ｃは比較的低速で回転する。このように、第２ワンウェイクラッチ２５２のフリー時において、嵌合部２４２とアウタレース部２３５ｃはいずれも回転するため、仮に一方の回転が停止して他方が回転する場合に比べて、第２ワンウェイクラッチ２５２の耐久性の向上が図られる。

以上のように構成されたモータジェネレータ装置２１０によれば、ロータ軸１４とプーリ軸２４０とのセンタリングを果たすための嵌合部２４２の内側の空間を利用して第１ワンウェイクラッチ２５１が配置され、該嵌合部２４２の外側、且つ、減速機として機能するプラネタリギヤ機構２３０のサンギヤ本体２３１ａの内側の空間を利用して第２ワンウェイクラッチ１５２が配置されており、これにより、第１ワンウェイクラッチ２５１、第２ワンウェイクラッチ２５２、ロータ軸１４の先端部、及び、プーリ軸２４０の嵌合部２４２が、サンギヤ本体２３１ａの径方向内側において、これと軸方向にオーバラップするように配置されるという特徴的なレイアウトが実現されている。これにより、第１ワンウェイクラッチ２５１や第２ワンウェイクラッチ２５２をプラネタリギヤ機構２３０から軸方向にずらして配置する場合に比べて、軸方向においてモータジェネレータ装置２１０をコンパクトに構成することができる。

また、上述したように、嵌合部２４２の小径化や、第１、第２ワンウェイクラッチ２５１，２５２の小型化が図られることで、その外側に配置されるプラネタリギヤ機構２３０の大径化が抑制される。そのため、モータジェネレータ装置２１０の径方向寸法の増大が抑制される。

したがって、第３実施形態によれば、軸方向及び径方向においてモータジェネレータ装置２１０の小型化が図られているため、エンジンルームへのモータジェネレータ装置２１０の搭載性を向上させることができる。

さらに、第３実施形態によれば、第１、第２ワンウェイクラッチ２５１，２５２がプラネタリギヤ機構２３０のサンギヤ本体２３１ａの内側に収められるため、プーリ軸２４０を支持する軸受２６２の径方向外側の空間に、これらのクラッチ２５１，２５２を配置する必要がなく、当該空間を利用して、例えば、プラネタリギヤ機構２３０を潤滑するためのオイルが貯留されるオイル貯留部を配設したり、モータジェネレータ装置２１０の周辺部品を配設したりすることができる。

以上のように、本発明によれば、モータジェネレータの出力回転を減速してエンジンのクランクシャフトに伝達可能なモータジェネレータ装置のコンパクト化を図り、該モータジェネレータ装置のエンジンルームへの搭載性を向上させることが可能となるから、この種のモータジェネレータ装置及びこれを搭載した車両の製造産業分野において好適に利用される可能性がある。

１エンジン
２クランクシャフト
４巻掛け伝動機構
５，６プーリ
７ベルト
１０モータジェネレータ装置
１２モータジェネレータ
１４ロータ軸（第１軸）
１６ロータ
１８ステータ
２０モータケース
３０プラネタリギヤ機構
３１サンギヤ
３２リングギヤ
３３ピニオン
３５キャリヤ
４０プーリ軸（第２軸）
４２嵌合部
５１第１ワンウェイクラッチ
５２第２ワンウェイクラッチ
６２軸受
８０減速機ケース
１１０モータジェネレータ装置
１３０プラネタリギヤ機構
１３１サンギヤ
１３２リングギヤ
１３３ピニオン
１３５キャリヤ
１４０プーリ軸（第２軸）
１４２嵌合部
１５１第１ワンウェイクラッチ
１５２第２ワンウェイクラッチ
１６２軸受
１８０減速機ケース
２１０モータジェネレータ装置
２３０プラネタリギヤ機構
２３１サンギヤ
２３２リングギヤ
２３３ピニオン
２３５キャリヤ
２４０プーリ軸（第２軸）
２４２嵌合部
２５１第１ワンウェイクラッチ
２５２第２ワンウェイクラッチ
２６２軸受
２８０減速機ケース

Claims

モータジェネレータに連絡される第１軸と、エンジンのクランクシャフトに連絡される第２軸と、前記第１軸と前記第２軸との間に設けられたプラネタリギヤ機構とを備えたモータジェネレータ装置であって、
前記第１軸と前記第２軸とを直結可能な所定のワンウェイクラッチと、該所定のワンウェイクラッチ以外の他のワンウェイクラッチと、前記プラネタリギヤ機構を収容するケースと、前記第２軸と前記ケースとの間に介装された軸受とを備え、
前記プラネタリギヤ機構のサンギヤの径方向内側に、前記所定のワンウェイクラッチが配設され、
前記他のワンウェイクラッチは、前記軸受の径方向外側に配設されていることを特徴とするモータジェネレータ装置。
前記所定のワンウェイクラッチは、前記第１軸から前記第２軸への動力伝達時にフリーとされ、前記第２軸から前記第１軸への動力伝達時にロックされるものであることを特徴とする請求項１に記載のモータジェネレータ装置。
前記第２軸の一端に、前記第１軸の外側に嵌合する嵌合部が設けられ、
前記所定のワンウェイクラッチは、前記嵌合部の径方向外側に配設されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のモータジェネレータ装置。