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JP2008118813A - Electric motor for hybrid vehicle - Google Patents

Electric motor for hybrid vehicle Download PDF

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JP2008118813A
JP2008118813A JP2006301487A JP2006301487A JP2008118813A JP 2008118813 A JP2008118813 A JP 2008118813A JP 2006301487 A JP2006301487 A JP 2006301487A JP 2006301487 A JP2006301487 A JP 2006301487A JP 2008118813 A JP2008118813 A JP 2008118813A
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Japan
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ball bearings
ball
rotor
ball bearing
electric motor
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Application number
JP2006301487A
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Japanese (ja)
Inventor
Sumio Sugita
澄雄 杉田
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NSK Ltd
Original Assignee
NSK Ltd
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric motor for hybrid vehicle, with which noise and vibration can be suppressed. <P>SOLUTION: Ball bearings 7 and 8 on an output gear OG-side and ball bearings 14 and 15 on an opposite side across a rotor 5 are back-combined. Thus, rigidity of a rotation axis 4 with respect to bending can be improved and a resonance frequency can be raised. When a helical gear is used for the output gear OG, large thrust force is given to the rotation axis 4. Since thrust force can be supported by the ball bearings in two rows in such a case, it is advantageous in respect of rolling contact fatigue life. Prescribed pre-load is given to the ball bearings 7, 8, 14 and 15. Thus, support rigidity is improved, play inside the bearing is removed and vibration and noise can be suppressed. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、電動モータに関し、特にハイブリッド車両に用いられると好適な電動モータに関する。   The present invention relates to an electric motor, and more particularly to an electric motor suitable for use in a hybrid vehicle.

地球温暖化や原油価格の高騰を背景とし、燃費の良いハイブリッド車両が注目されている。ハイブリッド車両は、減速時に運動エネルギーを電気エネルギーに変換して回収し、再加速時に、回収した電気エネルギーを用いて電動モータを駆動し、エンジンの駆動力を補助しようとするものである(特許文献1、2参照)。従って、車両の燃費を向上させるには、電動モータの効率化を図ることが重要である。電動モータの効率化を図る一手法として、その高速回転化が検討されている。
特開2004−248449号公報 特開平8−183347号公報
Hybrid vehicles with good fuel efficiency are attracting attention against the background of global warming and rising crude oil prices. A hybrid vehicle converts kinetic energy into electric energy during deceleration and collects it, and drives the electric motor using the collected electric energy during re-acceleration to assist the driving force of the engine (Patent Literature). 1 and 2). Therefore, it is important to increase the efficiency of the electric motor in order to improve the fuel efficiency of the vehicle. As one method for improving the efficiency of the electric motor, the high speed rotation is being studied.
JP 2004-248449 A JP-A-8-183347

ところで、電動モータの高速回転化を図る場合、問題となるのがモータから生じる騒音や振動である。騒音や振動を遮蔽板等で抑えようとすると、熱対策が必要となったり、重量が増大するなどの弊害が生じる恐れがある。そこで、電動モータの構成自体により、騒音や振動を抑制することが強く望まれている。   By the way, when an electric motor is rotated at a high speed, noise and vibration generated from the motor become a problem. If it is attempted to suppress noise and vibration with a shielding plate or the like, there is a risk that a countermeasure against heat may be required, or that the weight may increase. Therefore, it is strongly desired to suppress noise and vibration by the configuration of the electric motor itself.

本発明は、かかる従来技術の課題に鑑みてなされたものであり、騒音や振動を抑えることができるハイブリッド車両用の電動モータを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the problems of the prior art, and an object thereof is to provide an electric motor for a hybrid vehicle that can suppress noise and vibration.

本発明のハイブリッド車両用の電動モータは、
ケースと、
前記ケースに固定されたステータと、
一端側に出力ギヤを設け、外周にロータを配置してなり、前記ケースに対して回転する回転軸と、
前記ロータを挟んで配置され、前記ケースに対して前記回転軸を回転自在に支持する複数の玉軸受と、を有し、
前記一端側に設けられた2つの玉軸受は、両者間に間座を介して配置され、
前記一端側の玉軸受と、他端側の玉軸受とは、背面組み合わせであって所定の予圧が付与されていることを特徴とする。
The electric motor for a hybrid vehicle of the present invention is
Case and
A stator fixed to the case;
An output gear is provided on one end side, a rotor is disposed on the outer periphery, and a rotating shaft that rotates with respect to the case;
A plurality of ball bearings arranged across the rotor and rotatably supporting the rotating shaft with respect to the case;
Two ball bearings provided on the one end side are arranged via a spacer between the two,
The ball bearing on the one end side and the ball bearing on the other end side are a back surface combination and are provided with a predetermined preload.

一般的には、ハイブリッド車両用の電動モータにおいて、回転軸のラジアル共振点(危険速度)が、モータの最高速度に比して十分高くないと、振動や騒音が許容範囲に抑えることができず、通常は危険速度は最高回転数の50〜60%以下に抑えることが好ましいとされている。しかるに、上述したようにハイブリッド車両等の用途においては、電動モータの最高速度を増大させることが望まれているので、それに応じて危険速度を増大させる必要がある。例えば、電動モータの回転軸を毎分5万回転で回転させようとすると、共振周波数(危険速度)を1400Hz以上とする必要がある。   Generally, in an electric motor for a hybrid vehicle, if the radial resonance point (dangerous speed) of the rotating shaft is not sufficiently higher than the maximum speed of the motor, vibration and noise cannot be suppressed to an allowable range. Usually, it is said that the critical speed is preferably suppressed to 50 to 60% or less of the maximum rotational speed. However, as described above, in applications such as hybrid vehicles, it is desired to increase the maximum speed of the electric motor, and therefore it is necessary to increase the dangerous speed accordingly. For example, if the rotation shaft of the electric motor is to be rotated at 50,000 revolutions per minute, the resonance frequency (dangerous speed) needs to be 1400 Hz or higher.

本発明者は、ハイブリッド車両用の電動モータの高速回転化を図ることに伴い、回転軸の危険速度(共振回転数)を上げることで振動を抑えることを試みた。しかるに、共振を抑えるためには、回転軸を短縮し且つ軽量化させることが直接的に有効であるが、これは通常、モータの必要性能(出力、トルク等)とトレードオフの関係になる。すなわち、ハイブリッド車両に用いる電動モータとしては、極力高い性能が必要であるため、必要な寸法以下に回転軸を短縮し或いは軽量化させることは困難である。又、出力ギヤをロータに近づけようとしても、それはモータのコイルエンドと干渉を回避するために自ずと限界がある。   The present inventor tried to suppress vibrations by increasing the critical speed (resonance rotation speed) of the rotating shaft as the electric motor for a hybrid vehicle is rotated at a high speed. However, in order to suppress the resonance, it is directly effective to shorten the rotating shaft and reduce the weight, but this usually has a trade-off relationship with the required performance (output, torque, etc.) of the motor. In other words, since an electric motor used in a hybrid vehicle needs to have as high performance as possible, it is difficult to shorten or reduce the weight of the rotating shaft below a required dimension. Also, even if the output gear is brought closer to the rotor, it naturally has a limit in order to avoid interference with the coil end of the motor.

そこで、本発明者は、同じ回転軸を用いても、その支持態様により危険速度を上げることができないか検討した。図1は、共振時における回転軸の振動モードを示す図であり、回転軸は、一端に出力ギヤを形成し、中央外周にロータを配置している。ロータの両端で転がり軸受により支持されている。ここで、振動モードとしては、図1(a)に示すように、先端が曲がる先端モードと、図1(b)に示すように、ロータ中央部が曲がるロータモードとがある。   Therefore, the present inventor has examined whether the critical speed can be increased by the support mode even when the same rotating shaft is used. FIG. 1 is a diagram showing a vibration mode of a rotating shaft at the time of resonance. The rotating shaft forms an output gear at one end, and a rotor is disposed on the center outer periphery. It is supported by rolling bearings at both ends of the rotor. Here, as the vibration mode, there are a tip mode in which the tip is bent as shown in FIG. 1 (a) and a rotor mode in which the rotor center portion is bent as shown in FIG. 1 (b).

図2は、本発明者が検討を行う基礎とした通常の電動モータの断面図であり、ロータRTの両側に設けた2つの玉軸受BRで回転軸SHを支持している。一般的に、出力ギヤの位置、ロータの重量や長さは、モータの仕様により決定されるので、これらを自由に変更することはできない。従って、軸受の位置を変更することで、危険速度を増大できないか検討する。   FIG. 2 is a cross-sectional view of a normal electric motor on which the present inventor has studied, and the rotating shaft SH is supported by two ball bearings BR provided on both sides of the rotor RT. In general, the position of the output gear and the weight and length of the rotor are determined by the specifications of the motor, so these cannot be freely changed. Therefore, it is examined whether the critical speed can be increased by changing the position of the bearing.

図2において、実線で示す右側の玉軸受BRの位置を原点として、玉軸受BRの位置を出力ギヤOGの側にずらしていったとき、共振周波数がどのように変化するかシミュレーションした結果を、図3に示す。図3によれば、ロータモードでは、軸受位置が出力ギヤOGから遠いほど共振周波数が増大し、先端モードでは、軸受位置が出力ギヤOGに近いほど共振周波数が増大することがわかる。すなわち、図3に示す結果より、図2の例では玉軸受をいずれの位置にしても、先端モード及びロータモードの双方において共振周波数を十分に増大できないことがわかった。   In FIG. 2, the result of simulating how the resonance frequency changes when the position of the ball bearing BR on the right side indicated by the solid line is the origin and the position of the ball bearing BR is shifted to the output gear OG side, As shown in FIG. FIG. 3 shows that in the rotor mode, the resonance frequency increases as the bearing position is farther from the output gear OG, and in the tip mode, the resonance frequency increases as the bearing position is closer to the output gear OG. That is, from the result shown in FIG. 3, it was found that the resonance frequency could not be sufficiently increased in both the tip mode and the rotor mode regardless of the position of the ball bearing in the example of FIG.

そこで、本発明者は、先端モード及びロータモードの双方において共振周波数を増大するために、出力ギヤ側の玉軸受を2列にし、間に間座を配置することでスパンを空けて回転軸を支持することを思いついたのである。これにより先端モード及びロータモードの双方において共振周波数を増大することが可能となる。   Therefore, in order to increase the resonance frequency in both the tip mode and the rotor mode, the present inventor has two rows of ball bearings on the output gear side and arranges a spacer between them to make a span and to rotate the rotating shaft. I came up with support. As a result, the resonance frequency can be increased in both the tip mode and the rotor mode.

更に、本発明者は、先端モード及びロータモードの双方において共振周波数を増大するために、出力ギヤ側の玉軸受と、それに対してロータを挟んで反対側の玉軸受とを、背面組み合わせとして所定の予圧を付与することを思いついた。「背面組み合わせ」とは、図4に示すように、軸線方向断面において、一方の玉軸受における玉と両輪との接点を結ぶ線αと、他方の玉軸受における玉と両輪との接点を結ぶ線βとが、玉に対して半径方向外側で交差する玉軸受の組み合わせをいう。作用点距離a0を大きく確保できるので、モーメント荷重に対する剛性が強いという特徴がある。 Further, in order to increase the resonance frequency in both the tip mode and the rotor mode, the present inventor predetermines a ball bearing on the output gear side and a ball bearing on the opposite side across the rotor as a back surface combination. I came up with a preload. As shown in FIG. 4, “back surface combination” means a line α connecting the contact point between the ball and the two wheels in one ball bearing and a line connecting the contact point between the ball and the other wheel in the other ball bearing in the axial cross section. β is a combination of ball bearings that intersect the ball radially outward. Since the action point distance a 0 can be secured large, there is a feature that the rigidity against moment load is strong.

本発明によれば、出力ギヤ側の玉軸受と、それに対してロータを挟んで反対側の玉軸受とを、背面組み合わせとすることで、回転軸の曲げに対する剛性を高めることができ、共振周波数を上げることができる。更に、出力ギヤにはすば歯車を用いた場合、回転軸に大きなスラスト力が付与されるが、かかる場合、2列の玉軸受でスラスト力を支持することができるため、転がり疲れ寿命の点でも有利である。更に、玉軸受に所定の予圧を与えることで、支持剛性を高めると共に、軸受内部のガタを排除して振動や騒音を抑制できるハイブリッド車両用の電動モータを提供できる。   According to the present invention, by combining the ball bearing on the output gear side and the ball bearing on the opposite side across the rotor with respect to the back bearing, the rigidity against bending of the rotating shaft can be increased, and the resonance frequency Can be raised. Furthermore, when a helical gear is used as the output gear, a large thrust force is applied to the rotating shaft. In such a case, since the thrust force can be supported by two rows of ball bearings, the point of rolling fatigue life is increased. But it is advantageous. Furthermore, by applying a predetermined preload to the ball bearing, it is possible to provide an electric motor for a hybrid vehicle that can increase support rigidity and eliminate vibrations and noise by eliminating backlash inside the bearing.

前記玉軸受がセラミック製の玉を有すると、玉の軽量化を図ることで、高いラジアル剛性を得ることができる。   When the ball bearing has ceramic balls, high radial rigidity can be obtained by reducing the weight of the balls.

前記一端側の玉軸受と、他端側の玉軸受とは、玉PCD(ピッチ円直径)、玉径、接触角のいずれかが異なっていると、玉の公転成分振動のうなり現象を抑制し、騒音を低減できる。   If the ball bearing on the one end side and the ball bearing on the other end side are different from each other in the ball PCD (pitch circle diameter), the ball diameter, or the contact angle, it suppresses the beat phenomenon of the ball revolution component vibration. , Noise can be reduced.

次に、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図5は、本実施の形態にかかるハイブリッド車両用の電動モータの断面図である。図5において、円筒状のケース1の内周面に、コイル2を巻回されたステータ3が固定されている。ケース1に挿通された回転軸4の外周に配置されたロータ5は、ステータ3に内包されるように位置している。回転軸4の右端には、出力ギヤOGが一体的に回転するように取り付けられている。   Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 5 is a cross-sectional view of the electric motor for the hybrid vehicle according to the present embodiment. In FIG. 5, a stator 3 around which a coil 2 is wound is fixed to the inner peripheral surface of a cylindrical case 1. The rotor 5 disposed on the outer periphery of the rotating shaft 4 inserted through the case 1 is positioned so as to be included in the stator 3. An output gear OG is attached to the right end of the rotating shaft 4 so as to rotate integrally.

ケース1の右端には、大ホルダ6が固定されている。大ホルダ6は、開口6aを有する中央円筒部6bと、中央円筒部6bから半径方向外方に延在するフランジ部6cとからなる。開口6a内には、アンギュラコンタクト玉軸受7,8の外輪が嵌合しており、アンギュラコンタクト玉軸受7,8の内輪は、開口6aに挿通された回転軸4の外周面に嵌合している。アンギュラコンタクト玉軸受7,8の玉はセラミック製となっている。尚、アンギュラコンタクト玉軸受7,8は、並列組み合わせとなっている。   A large holder 6 is fixed to the right end of the case 1. The large holder 6 includes a central cylindrical portion 6b having an opening 6a and a flange portion 6c extending radially outward from the central cylindrical portion 6b. The outer rings of the angular contact ball bearings 7 and 8 are fitted in the opening 6a, and the inner rings of the angular contact ball bearings 7 and 8 are fitted on the outer peripheral surface of the rotating shaft 4 inserted through the opening 6a. Yes. The balls of the angular contact ball bearings 7 and 8 are made of ceramic. In addition, the angular contact ball bearings 7 and 8 are a parallel combination.

アンギュラコンタクト玉軸受7,8の間には外輪間座9と内輪間座10が配置され、アンギュラコンタクト玉軸受7,8の玉間距離はAとなっている。尚、大ホルダ6の内部を半径方向外方から内方に貫通する通路6dは、間座9内に形成されアンギュラコンタクト玉軸受7,8に向かって分岐し開放した通路9aに連通しており、通路6d、9aを介して外部からアンギュラコンタクト玉軸受7,8に潤滑油を供給できるようになっている。   An outer ring spacer 9 and an inner ring spacer 10 are arranged between the angular contact ball bearings 7 and 8, and the angular distance between the angular contact ball bearings 7 and 8 is A. A passage 6d that penetrates the inside of the large holder 6 from the outside in the radial direction to the inside is communicated with a passage 9a that is formed in the spacer 9 and branches toward the angular contact ball bearings 7 and 8 and opens. The lubricating oil can be supplied from the outside to the angular contact ball bearings 7 and 8 through the passages 6d and 9a.

大ホルダ6に螺合する外輪抑え11の先端は、アンギュラコンタクト玉軸受8の外輪を内方に向かって押圧するので、アンギュラコンタクト玉軸受7の外輪は、外輪間座9を介して軸線方向内側に押されて大ホルダ6に底付きすることとなる。一方、回転軸4に螺合する内側ねじ部材12の先端は、アンギュラコンタクト玉軸受8の内輪を内方に向かって押圧するので、アンギュラコンタクト玉軸受7の内輪は、内輪間座10を介して軸線方向内側に押されて、ロータ5に支持されることとなる。   The tip of the outer ring retainer 11 screwed to the large holder 6 presses the outer ring of the angular contact ball bearing 8 inward, so that the outer ring of the angular contact ball bearing 7 is axially inward via the outer ring spacer 9. Is pushed to the bottom of the large holder 6. On the other hand, the tip of the inner screw member 12 that is screwed onto the rotating shaft 4 presses the inner ring of the angular contact ball bearing 8 inward, so that the inner ring of the angular contact ball bearing 7 passes through the inner ring spacer 10. It is pushed inward in the axial direction and is supported by the rotor 5.

ケース1の左端には、半径方向内方に延在するフランジ1aと、フランジ部1aから軸線方向に延在する円筒部1bが形成されている。円筒部1bの内周には、中空円筒状の軸受スリーブ13が、密封機能を有するO−リングを介在させつつ軸線方向に摺動可能に嵌合している。軸受スリーブ13の内周面13aには、アンギュラコンタクト玉軸受14,15の外輪が嵌合しており、アンギュラコンタクト玉軸受14,15の内輪は、内周面13aに挿通された回転軸4の外周面に嵌合している。アンギュラコンタクト玉軸受14,15の玉はセラミック製となっている。尚、アンギュラコンタクト玉軸受14,15は、並列組み合わせとなっているが、ロータ5を挟んで反対側のアンギュラコンタクト玉軸受7,8とは背面組み合わせの関係となっている。   A flange 1a extending radially inward and a cylindrical portion 1b extending in the axial direction from the flange portion 1a are formed at the left end of the case 1. A hollow cylindrical bearing sleeve 13 is fitted to the inner periphery of the cylindrical portion 1b so as to be slidable in the axial direction while interposing an O-ring having a sealing function. The outer rings of the angular contact ball bearings 14 and 15 are fitted to the inner peripheral surface 13a of the bearing sleeve 13, and the inner rings of the angular contact ball bearings 14 and 15 of the rotating shaft 4 inserted through the inner peripheral surface 13a. It is fitted to the outer peripheral surface. The balls of the angular contact ball bearings 14 and 15 are made of ceramic. The angular contact ball bearings 14 and 15 are combined in parallel. However, the angular contact ball bearings 7 and 8 on the opposite side across the rotor 5 are in a combination of the rear surfaces.

アンギュラコンタクト玉軸受14,15の間には外輪間座16と内輪間座17が配置され、アンギュラコンタクト玉軸受14,15の玉間距離はBとなっている。尚、ケース1のフランジ部1a、円筒部1bの内部を半径方向外方から内方に貫通する通路1cは、軸受スリーブ13を半径方向に貫通する孔13bに連通し、孔13bは、間座16内に形成されアンギュラコンタクト玉軸受14,15に向かって開放した通路16aに連通しており、通路1c、13b、16aを介して外部からアンギュラコンタクト玉軸受14,15に潤滑油を供給できるようになっている。   An outer ring spacer 16 and an inner ring spacer 17 are arranged between the angular contact ball bearings 14 and 15, and the angular distance between the angular contact ball bearings 14 and 15 is B. A passage 1c that penetrates the inside of the flange portion 1a and the cylindrical portion 1b of the case 1 from the radially outer side to the inner side communicates with a hole 13b that penetrates the bearing sleeve 13 in the radial direction, and the hole 13b is a spacer. 16 is communicated with a passage 16a formed toward the angular contact ball bearings 14 and 15 so as to be supplied to the angular contact ball bearings 14 and 15 from the outside through the passages 1c, 13b and 16a. It has become.

円筒部1bに形成され軸線方向に延在する袋孔1dに、コイルバネ18が配置されている。コイルバネ18の左端は、ドーナツ板状の外輪抑え19に当接している。外輪抑え19は、軸受スリーブ13に連結されている。従って、コイルバネ18の付勢力により、外輪抑え19を介して軸受スリーブ13が図で左方に付勢されるため、外輪間座16を介してアンギュラコンタクト玉軸受14,15は一体で、図で左方に付勢されることとなる。これにより、アンギュラコンタクト玉軸受7,8とアンギュラコンタクト玉軸受14,15との間に所定の予圧を付与している。   A coil spring 18 is disposed in a bag hole 1d formed in the cylindrical portion 1b and extending in the axial direction. The left end of the coil spring 18 is in contact with a donut plate-shaped outer ring retainer 19. The outer ring retainer 19 is connected to the bearing sleeve 13. Accordingly, since the bearing sleeve 13 is urged to the left in the figure via the outer ring restraint 19 by the urging force of the coil spring 18, the angular contact ball bearings 14, 15 are integrated with each other via the outer ring spacer 16. It will be urged to the left. Accordingly, a predetermined preload is applied between the angular contact ball bearings 7 and 8 and the angular contact ball bearings 14 and 15.

一方、回転軸4に螺合する内側ねじ部材20の先端は、アンギュラコンタクト玉軸受14の内輪を内方に向かって押圧するので、アンギュラコンタクト玉軸受14の内輪は、内輪間座17を介して軸線方向内側に押されて、ロータ5に支持されることとなる。   On the other hand, the tip of the inner screw member 20 that is screwed onto the rotating shaft 4 presses the inner ring of the angular contact ball bearing 14 inward, so that the inner ring of the angular contact ball bearing 14 passes through the inner ring spacer 17. It is pushed inward in the axial direction and is supported by the rotor 5.

回転軸4の左端には、レゾルバロータ21が取り付けられている。一方、ケース1のフランジ部1aにレゾルバホルダ22が固定されており、その内周に取り付けられたレゾルバステータ23が、レゾルバロータ21に対向する位置に配置されている。   A resolver rotor 21 is attached to the left end of the rotating shaft 4. On the other hand, a resolver holder 22 is fixed to the flange portion 1 a of the case 1, and a resolver stator 23 attached to the inner periphery thereof is disposed at a position facing the resolver rotor 21.

配線Hを介してケース1の外部から供給された電力により、ステータ3とロータ5との間に磁力が作用し、それによりケース1に対して回転軸4が回転するようになっている。このとき、レゾルバステータ23から電気信号が出力され、それにより回転軸4の回転角度を検出できるようになっている。出力ギヤOGは、はすば歯車であるため、動力伝達時に回転軸4にはスラスト力が発生するが、これを背面組み合わせの負荷側であるアンギュラコンタクト玉軸受7,8により支持することができる。ここで、回転軸4の最高回転速度は、50000min-1で、100KW程度の出力を発揮する。玉軸受の内径は30mmで、dmN値(回転速度min-1×軸受の玉ピッチ円直径)は200万程度である。尚、アンギュラコンタクト玉軸受7,8、14,15は、深溝玉軸受に適切に接触角を与えたものでも良い。 A magnetic force acts between the stator 3 and the rotor 5 by the electric power supplied from the outside of the case 1 via the wiring H, whereby the rotary shaft 4 rotates with respect to the case 1. At this time, an electrical signal is output from the resolver stator 23, whereby the rotation angle of the rotary shaft 4 can be detected. Since the output gear OG is a helical gear, a thrust force is generated on the rotating shaft 4 during power transmission, and this can be supported by the angular contact ball bearings 7 and 8 on the load side of the rear combination. . Here, the maximum rotation speed of the rotating shaft 4 is 50000 min −1 and an output of about 100 KW is exhibited. The inner diameter of the ball bearing is 30 mm, and the dmN value (rotational speed min −1 × ball pitch circle diameter of the bearing) is about 2 million. The angular contact ball bearings 7, 8, 14, and 15 may be those obtained by appropriately giving a contact angle to the deep groove ball bearing.

本実施の形態においては、出力ギヤOG側のアンギュラコンタクト玉軸受7,8の玉間距離Aを大きく確保することで、先端モードとロータモードの双方について共振周波数を上げることができる。更に、本実施の形態においては、反出力ギヤOG側に2列のアンギュラコンタクト玉軸受14,15を設け、共振周波数を高めているが、その玉間距離Bを小さくすることでロータモードにおける共振周波数を更に高めることができる。尚、2列のアンギュラコンタクト玉軸受14,15の代わりに、単列のアンギュラコンタクト玉軸受を設けても良い。玉軸受の配置について最適に設計した場合の共振周波数を以下に示す。
1200Hz:回転軸を2つの玉軸受で支持した例
1400Hz:回転軸を3つ(出力ギヤ側に2つ、反出力ギヤ側に1つ)の玉軸受対で支持した例
1500Hz:回転軸を4つ(出力ギヤ側に2つ、反出力ギヤ側に2つ)の玉軸受対で支持した例(図5参照)
In the present embodiment, it is possible to increase the resonance frequency in both the tip mode and the rotor mode by ensuring a large inter-ball distance A between the angular contact ball bearings 7 and 8 on the output gear OG side. Furthermore, in this embodiment, two rows of angular contact ball bearings 14 and 15 are provided on the counter-output gear OG side to increase the resonance frequency. However, by reducing the distance B between the balls, the resonance in the rotor mode is achieved. The frequency can be further increased. Instead of the two rows of angular contact ball bearings 14 and 15, a single row of angular contact ball bearings may be provided. The resonance frequency when the ball bearing arrangement is optimally designed is shown below.
1200 Hz: Example in which the rotating shaft is supported by two ball bearings 1400 Hz: Example in which the rotating shaft is supported by three ball bearing pairs (two on the output gear side and one on the non-output gear side) 1500 Hz: Four rotating shafts Example of support with two ball bearing pairs (two on the output gear side and two on the non-output gear side) (see Fig. 5)

電動モータの高速回転化においては、まず共振周波数を十分に上げることが必要であるが、そのために軸受のラジアル剛性を高める必要がある。本発明者は、高速回転時のラジアル剛性を、従来例、実施例1,実施例2について比較検討した。各仕様について、表1に示す。図6に、回転速度とラジアル剛性の関係を示し、図7に、ラジアル剛性と共振周波数との関係を示す。図7よりラジアル剛性が高いほど共振周波数が上がることがわかる。   In order to increase the rotation speed of an electric motor, it is necessary to increase the resonance frequency sufficiently. For this purpose, it is necessary to increase the radial rigidity of the bearing. The inventor has compared and examined the radial rigidity during high-speed rotation with respect to the conventional example, Example 1, and Example 2. Each specification is shown in Table 1. FIG. 6 shows the relationship between the rotational speed and the radial stiffness, and FIG. 7 shows the relationship between the radial stiffness and the resonance frequency. FIG. 7 shows that the higher the radial rigidity, the higher the resonance frequency.

Figure 2008118813
尚、溝R比とは、(軌道輪の溝断面の曲率半径R/玉の外径D)で表される値をいい、50である場合にはR=D/2である。
Figure 2008118813
The groove R ratio is a value expressed by (the radius of curvature R of the cross section of the raceway ring / the outer diameter D of the ball), and in the case of 50, R = D / 2.

一般的に玉軸受が高速回転すると、玉の遠心力の影響でラジアル剛性が低下する。図6の結果において、従来例に比べ、実施例1のラジアル剛性が向上している。これは、外輪の溝R比より内輪の溝R比が大きいと、玉の遠心力と予圧荷重及び接触点反力の釣り合い状態が安定化し、高回転時におけるラジアル剛性の低下を抑えることができるからである。   In general, when a ball bearing rotates at high speed, the radial rigidity decreases due to the centrifugal force of the ball. In the result of FIG. 6, the radial rigidity of Example 1 is improved as compared with the conventional example. This is because if the inner ring groove R ratio is larger than the outer ring groove R ratio, the balance between the ball centrifugal force, the preload and the contact point reaction force is stabilized, and the reduction in radial rigidity during high rotation can be suppressed. Because.

更に図6の結果において、実施例1に比べ、実施例2のラジアル剛性が向上している。これは、玉の材質をSUJ2からセラミックに変えることで、玉が軽量化され、遠心力の影響が低下することで、高回転時におけるラジアル剛性の低下を抑えることができるからである。   Further, in the result of FIG. 6, the radial rigidity of Example 2 is improved as compared with Example 1. This is because changing the ball material from SUJ2 to ceramic reduces the weight of the ball and reduces the influence of centrifugal force, thereby suppressing a decrease in radial rigidity during high rotation.

本発明は、更にロータを挟んで右側と左側の玉軸受の設計を変え、音を低減することについても検討した。転がり軸受では、転動体の公転成分振動が必ず発生する。ロータの右側と左側の玉軸受において、温度の変化や製造のばらつきで、転動体の公転速度が僅かに変化する。振動が打ち消されたり強めあったりし、それによりうなり現象が発生する。本発明が対象とする電動モータのような高速回転仕様では、1〜数秒の周期で耳障りなうなり音が発生してしまうこととなる。   In the present invention, the design of the right and left ball bearings is further changed with the rotor interposed therebetween, and the reduction of noise has also been studied. In rolling bearings, the revolution component vibration of the rolling elements always occurs. In the ball bearings on the right and left sides of the rotor, the revolution speed of the rolling elements slightly changes due to temperature changes and manufacturing variations. The vibration is canceled or strengthened, which causes a beat phenomenon. In a high-speed rotation specification such as an electric motor targeted by the present invention, an irritating beat sound is generated at a cycle of 1 to several seconds.

転動体の公転速度Ncは、Da:玉径(mm),α:接触角(°)、Dm:転動体PCD(mm)、Ni:軸回転速度(Hz)としたときに、近似的に
Nc=(1−Da×cosα÷Dm)×Ni/2
で表すことができる。そこで、本例では、ロータの右側と左側の玉軸受の設計を異らせ、右側の玉軸受の公転速度Ncと、左側の玉軸受の公転速度Ncが十分離れるように、Da、α、Dmの少なくとも1つのパラメータを変えている。右側の玉軸受の公転速度Ncと、左側の玉軸受の公転速度Ncとの間に、5Hz程度以上差が生じると、耳障りな音が消えるということが確認された。
The revolution speed Nc of the rolling element is approximately Nc when Da: ball diameter (mm), α: contact angle (°), Dm: rolling element PCD (mm), Ni: shaft rotation speed (Hz). = (1-Da × cos α ÷ Dm) × Ni / 2
Can be expressed as Therefore, in this example, the right and left ball bearings of the rotor are designed differently so that the revolution speed Nc of the right ball bearing and the revolution speed Nc of the left ball bearing are sufficiently separated from each other. At least one of the parameters is changed. It was confirmed that when the difference between the revolution speed Nc of the right ball bearing and the revolution speed Nc of the left ball bearing is about 5 Hz or more, the annoying sound disappears.

以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。   The present invention has been described above with reference to the embodiments. However, the present invention should not be construed as being limited to the above-described embodiments, and can be modified or improved as appropriate.

共振時における回転軸の振動モードを示す図である。It is a figure which shows the vibration mode of the rotating shaft at the time of resonance. 本発明者が検討を行う基礎とした通常の電動モータの断面図である。It is sectional drawing of the normal electric motor used as the foundation which this inventor examined. 玉軸受BRの位置と、共振周波数との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the position of the ball bearing BR, and the resonance frequency. 背面組み合わせとした玉軸受の例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the example of the ball bearing made into the back combination. 本実施の形態にかかる電動モータの断面図である。It is sectional drawing of the electric motor concerning this Embodiment. 回転速度とラジアル剛性の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a rotational speed and radial rigidity. ラジアル剛性と共振周波数との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between radial rigidity and a resonant frequency.

符号の説明Explanation of symbols

1 ケース
1a フランジ部
1b 円筒部
1c 通路
1d 袋孔
2 コイル
3 ステータ
4 回転軸
5 ロータ
6 大ホルダ
6a 開口
6b 中央円筒部
6c フランジ部
6d 通路
7,8 アンギュラコンタクト玉軸受
9 外輪間座
9a 通路
10 内輪間座
11 外輪抑え
12 内側ねじ部材
13 軸受スリーブ
13a 内周面
14 アンギュラコンタクト玉軸受
16 外輪間座
16a 通路
17 内輪間座
18 コイルバネ
19 外輪抑え
20 内側ねじ部材
21 レゾルバロータ
22 レゾルバホルダ
23 レゾルバステータ
OG 出力ギヤ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Case 1a Flange part 1b Cylindrical part 1c Passage 1d Bag hole 2 Coil 3 Stator 4 Rotating shaft 5 Rotor 6 Large holder 6a Opening 6b Central cylindrical part 6c Flange part 6d Passage 7, 8 Angular contact ball bearing 9 Outer ring spacer 9a Passage 10 Inner ring spacer 11 Outer ring restraint 12 Inner screw member 13 Bearing sleeve 13a Inner peripheral surface 14 Angular contact ball bearing 16 Outer ring spacer 16a Passage 17 Inner ring spacer 18 Coil spring 19 Outer ring restrainer 20 Inner screw member 21 Resolver rotor 22 Resolver holder 23 Resolver stator OG output gear

Claims (3)

ケースと、
前記ケースに固定されたステータと、
一端側に出力ギヤを設け、外周にロータを配置してなり、前記ケースに対して回転する回転軸と、
前記ロータを挟んで配置され、前記ケースに対して前記回転軸を回転自在に支持する複数の玉軸受と、を有し、
前記一端側に設けられた2つの玉軸受は、両者間に間座を介して配置され、
前記一端側の玉軸受と、他端側の玉軸受とは、背面組み合わせであって所定の予圧が付与されていることを特徴とするハイブリッド車両用の電動モータ。
Case and
A stator fixed to the case;
An output gear is provided on one end side, a rotor is disposed on the outer periphery, and a rotating shaft that rotates with respect to the case;
A plurality of ball bearings arranged across the rotor and rotatably supporting the rotating shaft with respect to the case;
Two ball bearings provided on the one end side are arranged via a spacer between the two,
The electric motor for a hybrid vehicle, wherein the ball bearing on the one end side and the ball bearing on the other end side are a combination of the back surfaces and are provided with a predetermined preload.
前記玉軸受は、セラミック製の玉を有することを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド車両用の電動モータ。   The electric motor for a hybrid vehicle according to claim 1, wherein the ball bearing has a ceramic ball. 前記一端側の玉軸受と、他端側の玉軸受とは、玉PCD、玉径、接触角のいずれかが異なっていることを特徴とする請求項1又は2に記載のハイブリッド車両用の電動モータ。   3. The electric vehicle for a hybrid vehicle according to claim 1, wherein the ball bearing on the one end side and the ball bearing on the other end side are different from each other in a ball PCD, a ball diameter, or a contact angle. motor.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010130721A (en) * 2008-11-25 2010-06-10 Honda Motor Co Ltd Motor unit for vehicles
JP2018186605A (en) * 2017-04-25 2018-11-22 ミネベアミツミ株式会社 Motor with rotary transformer and method for manufacturing motor with rotary transformer

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010130721A (en) * 2008-11-25 2010-06-10 Honda Motor Co Ltd Motor unit for vehicles
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