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JP2018164370A - Outer rotor structure of rotating electric machine - Google Patents

Outer rotor structure of rotating electric machine Download PDF

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JP2018164370A
JP2018164370A JP2017060847A JP2017060847A JP2018164370A JP 2018164370 A JP2018164370 A JP 2018164370A JP 2017060847 A JP2017060847 A JP 2017060847A JP 2017060847 A JP2017060847 A JP 2017060847A JP 2018164370 A JP2018164370 A JP 2018164370A
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JP
Japan
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rotor
rotor core
ring portion
rotating electrical
electrical machine
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JP2017060847A
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Japanese (ja)
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服部 宏之
Hiroyuki Hattori
宏之 服部
慎司 若松
Shinji Wakamatsu
慎司 若松
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Abstract

【課題】回転電機のアウターロータ構造において、動作時において遠心力によるロータの中心軸のずれを抑制することである。【解決手段】アウターロータ構造20は、ロータ本体22と、ロータコア40とを備える。ロータ本体22は、軸方向に延びるロータシャフト取付用のシャフト取付部24、シャフト取付部24から外周側に向かって径方向に張り出す円板部26、及び、円板部26の外周において軸方向に円環状に突出するリング部28を含む。リング部28は、内周側にロータコア配置用の凹部36を有する。ロータコア40は、リング部28のロータコア配置用の凹部36に配置され、周方向に予め定められた数の磁極が設けられた環状形状を有する。アウターロータ構造20はさらに、ギヤリダクション機構16との係合用にリング部28の外周面に設けられたスプライン50を備える。【選択図】図2In an outer rotor structure of a rotating electric machine, a shift of a central axis of a rotor due to a centrifugal force during operation is suppressed. An outer rotor structure includes a rotor body and a rotor core. The rotor body 22 includes a shaft mounting portion 24 for mounting a rotor shaft extending in the axial direction, a disk portion 26 projecting radially from the shaft mounting portion 24 toward the outer peripheral side, and an axial direction on the outer periphery of the disk portion 26. Includes a ring portion 28 projecting in an annular shape. The ring portion 28 has a concave portion 36 for arranging the rotor core on the inner peripheral side. The rotor core 40 is disposed in the concave portion 36 for arranging the rotor core of the ring portion 28 and has an annular shape provided with a predetermined number of magnetic poles in the circumferential direction. The outer rotor structure 20 further includes a spline 50 provided on the outer peripheral surface of the ring portion 28 for engagement with the gear reduction mechanism 16. [Selection] Figure 2

Description

本開示は、回転電機のアウターロータ構造に係り、特に、トランスアクスルに搭載される回転電機のアウターロータ構造に関する。   The present disclosure relates to an outer rotor structure of a rotating electric machine, and more particularly to an outer rotor structure of a rotating electric machine mounted on a transaxle.

回転電機を構成するロータとしては、ステータの内周側に配置されるインナーロータ型と、ステータの外周側に配置されるアウターロータ型とが知られている。アウターロータ型の回転電機では、略カップ状の形状を有するロータ本体の円環状縁部の内周側にロータ磁極を形成する環状のロータコアが配置されてアウターロータが構成され、ステータは、環状のロータコアの内周側に所定の間隔を隔てて配置される。   As a rotor constituting the rotating electrical machine, an inner rotor type disposed on the inner peripheral side of the stator and an outer rotor type disposed on the outer peripheral side of the stator are known. In an outer rotor type rotating electrical machine, an outer rotor is configured by arranging an annular rotor core that forms a rotor magnetic pole on the inner peripheral side of an annular edge of a rotor body having a substantially cup-like shape. Arranged at a predetermined interval on the inner peripheral side of the rotor core.

例えば、特許文献1には、エンジンにより駆動されるアウターロータ型の交流発電機において、アウターロータに車両の補機を駆動するVベルトが懸架される場合のステータとアウターロータとの間の中心位置決めにラジアル軸受を用いることが開示される。   For example, in Patent Document 1, in an outer rotor type AC generator driven by an engine, center positioning between a stator and an outer rotor when a V-belt for driving an auxiliary machine of a vehicle is suspended on the outer rotor. Discloses the use of radial bearings.

特開2011−234557号公報JP 2011-234557 A

車両搭載用の回転電機は高出力化が要求され、それに伴い大型化となる。アウターロータ型の回転電機を車両搭載用とするときは、略カップ状の形状のロータ本体の外径が大きくなり、動作時において遠心力によるロータの中心軸のずれが大きくなり、これに伴って発生する応力も大きくなる。そこで、動作時において遠心力によるロータの中心軸のずれ及びこれに伴い発生する応力を抑制できる回転電機のアウターロータ構造が望まれる。   A rotating electrical machine for mounting on a vehicle is required to have a high output, and accordingly, the rotating electrical machine becomes large. When an outer rotor type rotating electrical machine is mounted on a vehicle, the outer diameter of the substantially cup-shaped rotor body is increased, and the displacement of the central axis of the rotor due to centrifugal force during operation is increased. The generated stress also increases. Therefore, an outer rotor structure of a rotating electrical machine that can suppress the deviation of the central axis of the rotor due to centrifugal force during operation and the stress generated therewith is desired.

本開示に係る回転電機のアウターロータ構造は、複軸に配置された2つの回転電機とギヤリダクション機構とを有するトランスアクスルにおける回転電機のアウターロータ構造であって、軸方向に延びるロータシャフト取付用のシャフト取付部、シャフト取付部から外周側に向かって径方向に張り出す円板部、及び、円板部の外周において軸方向に円環状に突出し内周側にロータコア配置用の凹部を有するリング部を含むロータ本体と、リング部のロータコア配置用の凹部に配置され、周方向に予め定められた数の磁極が設けられた環状形状を有するロータコアと、ギヤリダクション機構との係合用にリング部の外周面に設けられたスプラインと、を備える。   An outer rotor structure of a rotating electrical machine according to the present disclosure is an outer rotor structure of a rotating electrical machine in a transaxle having two rotating electrical machines arranged on multiple axes and a gear reduction mechanism, and is for attaching a rotor shaft extending in an axial direction. Shaft mounting portion, a disk portion projecting radially from the shaft mounting portion toward the outer peripheral side, and a ring having an annular annular protrusion in the axial direction on the outer periphery of the disc portion and a recess for arranging the rotor core on the inner peripheral side Ring portion for engagement with a gear reduction mechanism and a rotor core having an annular shape that is disposed in a rotor body including a portion, a recess portion for arranging a rotor core in the ring portion, and provided with a predetermined number of magnetic poles in the circumferential direction And a spline provided on the outer peripheral surface.

上記構成によれば、ロータ本体の外周における円環状のリング部の外周面がスプラインを介して係合されるギヤリダクション機構によって径方向の変位が規制され、ロータの中心軸のずれ及びこれに伴い発生する応力が抑制される。   According to the above configuration, the radial displacement is regulated by the gear reduction mechanism in which the outer peripheral surface of the annular ring portion on the outer periphery of the rotor body is engaged through the spline, and the displacement of the central axis of the rotor and accompanying this The generated stress is suppressed.

上記構成の回転電機のアウターロータ構造によれば、動作時において遠心力によるロータの中心軸及びこれに伴い発生する応力のずれを抑制できる。   According to the outer rotor structure of the rotating electrical machine having the above-described configuration, it is possible to suppress the deviation of the central axis of the rotor and the stress generated thereby due to centrifugal force during operation.

実施の形態に係るアウターロータ型の回転電機が搭載されるトランスアクスルを示す図である。It is a figure which shows the transaxle by which the outer rotor type rotary electric machine which concerns on embodiment is mounted. 実施の形態に係る回転電機のアウターロータ構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the outer rotor structure of the rotary electric machine which concerns on embodiment. 比較例として、リダクションギヤ機構がロータシャフトに係合されるアウターロータ型の回転電機が搭載されるトランスアクスルを示す図である。As a comparative example, it is a figure which shows the transaxle by which the outer-rotor type rotary electric machine with which a reduction gear mechanism is engaged with a rotor shaft is mounted. 図3における回転電機のアウターロータ構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the outer rotor structure of the rotary electric machine in FIG.

以下に図面を用いて本開示に係る実施の形態につき詳細に説明する。以下で述べる形状、材質等は、説明のための例示であり、回転電機のアウターロータ構造の仕様に応じ、適宜変更が可能である。以下では、全ての図面において同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。   Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. The shape, material, and the like described below are examples for explanation, and can be appropriately changed according to the specifications of the outer rotor structure of the rotating electrical machine. Below, the same code | symbol is attached | subjected to the same element in all the drawings, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

図1は、アウターロータ型の回転電機が搭載されるトランスアクスル10を示す図である。トランスアクスル10は、エンジン(図1でカッコ書きで示す)と協働して車両の動力源として働く装置で、複軸に配置された2つの回転電機12,14とギヤリダクション機構16及び動力分配機構18とを有する。   FIG. 1 is a diagram showing a transaxle 10 on which an outer rotor type rotating electrical machine is mounted. The transaxle 10 is a device that works as a power source of a vehicle in cooperation with an engine (shown in parentheses in FIG. 1), and includes two rotating electric machines 12 and 14 arranged on multiple axes, a gear reduction mechanism 16, and power distribution. And a mechanism 18.

2つの回転電機12,14は、共に車両に搭載される三相同期型の回転電機で、図示しない駆動回路から電力が供給されるときはモータ機能として働き、エンジンによる駆動時、または車両の制動時には発電機能として働くモータ・ジェネレータである。   The two rotating electrical machines 12 and 14 are three-phase synchronous rotating electrical machines that are mounted on the vehicle, and function as a motor function when power is supplied from a drive circuit (not shown), and are driven by the engine or braking the vehicle. Sometimes it is a motor generator that works as a power generation function.

2つの回転電機12,14のうち、第1の回転電機12は、動力分配機構18を介してエンジンによって駆動されて主として発電機能として働く。第2の回転電機14は、アウターロータ型の回転電機で、ギヤリダクション機構16を介して動力分配機構18に接続され、ギヤリダクション機構16を経て、図示しない車両の駆動軸を駆動して主としてモータ機能として働く。   Of the two rotary electric machines 12 and 14, the first rotary electric machine 12 is driven by the engine via the power distribution mechanism 18 and mainly functions as a power generation function. The second rotating electrical machine 14 is an outer rotor type rotating electrical machine, and is connected to a power distribution mechanism 18 via a gear reduction mechanism 16. The second rotating electrical machine 14 mainly drives a motor drive shaft (not shown) via the gear reduction mechanism 16. Work as a function.

ギヤリダクション機構16は、複数の歯車列で構成される多段減速機である。複数の歯車列のうちで、歯車19は、第2の回転電機14との間で動力伝達を行う歯車である。動力分配機構18は、第1の回転電機12、第2の回転電機14、エンジンの間で、車両の走行条件等に適した動力分配を行う遊星歯車機構である。   The gear reduction mechanism 16 is a multistage reduction gear configured by a plurality of gear trains. Of the plurality of gear trains, the gear 19 is a gear that transmits power to the second rotating electrical machine 14. The power distribution mechanism 18 is a planetary gear mechanism that distributes power among the first rotating electrical machine 12, the second rotating electrical machine 14, and the engine in accordance with the traveling conditions of the vehicle.

図2は、図1における第2の回転電機14のアウターロータ構造20を示す断面図である。以下では、特に断らない限り、第2の回転電機14のアウターロータ構造20を、アウターロータ構造20と呼ぶ。   FIG. 2 is a cross-sectional view showing the outer rotor structure 20 of the second rotating electrical machine 14 in FIG. Hereinafter, unless otherwise specified, the outer rotor structure 20 of the second rotating electrical machine 14 is referred to as the outer rotor structure 20.

アウターロータ構造20は、第2の回転電機14の回転子の構造である。第2の回転電機14では、二点鎖線で示すステータ8の外周側にアウターロータ構造20が配置される。ステータ8は第2の回転電機14の固定子であって、図示しないモータケースに固定される。ステータ8は、ステータコアに所定のステータコイルが配置され、図示しない駆動回路からの駆動電力によって回転磁界を発生する。   The outer rotor structure 20 is a rotor structure of the second rotating electrical machine 14. In the second rotating electrical machine 14, an outer rotor structure 20 is disposed on the outer peripheral side of the stator 8 indicated by a two-dot chain line. The stator 8 is a stator of the second rotating electrical machine 14 and is fixed to a motor case (not shown). The stator 8 has a predetermined stator coil disposed on the stator core, and generates a rotating magnetic field by driving power from a driving circuit (not shown).

アウターロータ構造20は、ロータ本体22と、ロータコア40とを含む。ロータ本体22は、シャフト取付部24、円板部26、及び、リング部28を含む。これらによって形成されるロータ本体22は、中心に円筒状のシャフト取付部24が突出する略カップ状の形状を有する。略カップ状の形状における外周側縁の部分がリング部28に相当し、略カップ状の形状の底面の部分が円板部26に相当する。リング部28と円板部26とで囲まれた空間が開口空間部30で、ここにステータ8が配置される。   The outer rotor structure 20 includes a rotor body 22 and a rotor core 40. The rotor body 22 includes a shaft attachment portion 24, a disc portion 26, and a ring portion 28. The rotor main body 22 formed by these has a substantially cup-like shape with a cylindrical shaft mounting portion 24 projecting from the center. The portion of the outer peripheral side edge in the substantially cup shape corresponds to the ring portion 28, and the bottom portion of the substantially cup shape corresponds to the disc portion 26. A space surrounded by the ring portion 28 and the disc portion 26 is an opening space portion 30 where the stator 8 is disposed.

図2に、アウターロータ構造20の軸方向と径方向とを示す。軸方向は、アウターロータ構造20の中心軸CLが延びる方向で、開口空間部30側の方向が一方側で、一方側に対し逆方向が他方側である。径方向は、軸方向に垂直な面内で中心軸CLから放射状方向である。中心軸CL側に向う方向が径方向についての内周側で、中心軸CLから離れる方向が外周側である。中心軸CLは、回転電機14におけるロータの中心軸でもある。   FIG. 2 shows the axial direction and the radial direction of the outer rotor structure 20. The axial direction is a direction in which the central axis CL of the outer rotor structure 20 extends, the opening space 30 side is one side, and the opposite direction to the one side is the other side. The radial direction is a radial direction from the central axis CL in a plane perpendicular to the axial direction. The direction toward the central axis CL is the inner peripheral side in the radial direction, and the direction away from the central axis CL is the outer peripheral side. The central axis CL is also the central axis of the rotor in the rotating electrical machine 14.

シャフト取付部24は、ロータ本体22において中央部分に配置されて軸方向に沿って延び、シャフト取付穴32を有する円筒状の部分である。シャフト取付穴32には、二点鎖線で示すロータシャフト34が取り付けられる。ロータシャフト34は、第2の回転電機14の回転軸で、その両端部は、図示しないモータケースによって回転自在に支持される。シャフト取付穴32へのロータシャフト34の取り付け方法としては、圧入法による結合、キーとキー溝を用いる結合、焼嵌め法による結合等が用いられる。   The shaft attachment portion 24 is a cylindrical portion that is disposed in the central portion of the rotor body 22 and extends along the axial direction and has a shaft attachment hole 32. A rotor shaft 34 indicated by a two-dot chain line is attached to the shaft attachment hole 32. The rotor shaft 34 is a rotating shaft of the second rotating electrical machine 14, and both ends thereof are rotatably supported by a motor case (not shown). As a method of attaching the rotor shaft 34 to the shaft attachment hole 32, a coupling by press-fitting method, a coupling using a key and a key groove, a coupling by a shrink fitting method, or the like is used.

円板部26は、ロータ本体22において、シャフト取付部24から外周側に向かって径方向に張り出す円板状の部分である。   The disc portion 26 is a disc-shaped portion that projects radially from the shaft attachment portion 24 toward the outer peripheral side in the rotor body 22.

リング部28は、ロータ本体22において、円板部26の外周端から軸方向の一方側に向って突出する円環状の部分である。リング部28は、内周側にロータコア配置用の凹部36を有する。アウターロータ構造20においては、凹部36にロータコア40が嵌め込まれているので、断面図では凹部36とロータコア40とが重なる。図2では、ロータコア40の紙面の下方側に示される部分を一部破断して、凹部36を図示した。凹部36は、リング部28において内周側の一周に渡って設けられる凹溝である。   The ring portion 28 is an annular portion that protrudes from the outer peripheral end of the disc portion 26 toward one side in the axial direction in the rotor body 22. The ring portion 28 has a concave portion 36 for arranging the rotor core on the inner peripheral side. In the outer rotor structure 20, since the rotor core 40 is fitted in the recess 36, the recess 36 and the rotor core 40 overlap in a cross-sectional view. In FIG. 2, the recess 36 is illustrated by partially breaking a portion of the rotor core 40 shown on the lower side of the paper surface. The concave portion 36 is a concave groove provided over the inner circumferential side of the ring portion 28.

ロータ本体22は、シャフト取付部24と円板部26とリング部28とが互いに接続されて形成される。かかるロータ本体22は、適当な金属材料を所定の形状に成形したものが用いられる。金属材料に鋳鉄を用いて、シャフト取付部24、円板部26、リング部28を一体化成形することができる。一体化成形に代えて、複数の部材を組立てロータ本体22としてもよい。   The rotor body 22 is formed by connecting a shaft mounting portion 24, a disc portion 26, and a ring portion 28 to each other. The rotor body 22 is formed by molding an appropriate metal material into a predetermined shape. The shaft mounting part 24, the disk part 26, and the ring part 28 can be integrally formed by using cast iron as the metal material. Instead of integral molding, a plurality of members may be assembled into the rotor body 22.

ロータコア40は、アウターロータ構造20の磁極を形成する複数の永久磁石42を含む環状磁性体である。ロータコア40は、リング部28のロータコア配置用の凹部36に嵌め込んで固定される。リング部28のロータコア配置用の凹部36にロータコア40を固定する方法としては、圧入法、焼嵌め法、接着法等が用いられる。   The rotor core 40 is an annular magnetic body including a plurality of permanent magnets 42 that form the magnetic poles of the outer rotor structure 20. The rotor core 40 is fixed by being fitted into the recess 36 for arranging the rotor core of the ring portion 28. As a method for fixing the rotor core 40 to the recess 36 for arranging the rotor core of the ring portion 28, a press-fitting method, a shrink fitting method, an adhesion method, or the like is used.

ロータコア40は、所定枚数の磁性体薄板を積層した積層体である。磁性体薄板の材質としては、珪素鋼板の一種である電磁鋼板を用いることができる。磁性体薄板の積層体に代えて、磁性粉末を一体化成形したものをロータコア40としてもよい。   The rotor core 40 is a laminated body in which a predetermined number of magnetic thin plates are laminated. As a material of the magnetic thin plate, an electromagnetic steel plate which is a kind of silicon steel plate can be used. Instead of the laminated body of magnetic thin plates, the rotor core 40 may be formed by integrally molding magnetic powder.

ロータコア40には、周方向に予め定められた数の磁極が設けられる。磁極数は、第2の回転電機14の仕様によって定められる。ロータコア40を磁極数で区分した扇形の部分には、磁石孔が設けられる。磁石孔の中には磁極を形成する永久磁石42が挿入され、磁石固定部材によって磁石孔と永久磁石42とが固定される。磁石固定部材としては、絶縁樹脂が用いられる。例えば、エポキシ系樹脂を用いることができる。   The rotor core 40 is provided with a predetermined number of magnetic poles in the circumferential direction. The number of magnetic poles is determined by the specifications of the second rotating electrical machine 14. A magnet hole is provided in a fan-shaped portion obtained by dividing the rotor core 40 by the number of magnetic poles. A permanent magnet 42 forming a magnetic pole is inserted into the magnet hole, and the magnet hole and the permanent magnet 42 are fixed by a magnet fixing member. As the magnet fixing member, an insulating resin is used. For example, an epoxy resin can be used.

永久磁石42は、軸方向に延びる棒状磁石で、各磁石孔に1つずつ配置される。永久磁石42の軸方向の長さは、ロータコア40の軸方向の長さと同じかやや短めとして、ロータコア40の軸方向の端面から永久磁石42が突出しないことが好ましい。永久磁石42の着磁の方向は、ロータコア40が凹部36に配置された状態において径方向となるように行われ、ロータコア40の周方向に沿って隣接する磁極の間では、着磁方向が互いに逆になるように配置される。例えば、内周側を向く磁極の極性は、周方向に沿って、N,S,N,S,・・・N,Sの順に配置されて一周する。   The permanent magnet 42 is a rod-shaped magnet extending in the axial direction, and one permanent magnet 42 is disposed in each magnet hole. The length of the permanent magnet 42 in the axial direction is preferably the same as or slightly shorter than the length of the rotor core 40 in the axial direction, and it is preferable that the permanent magnet 42 does not protrude from the axial end surface of the rotor core 40. The direction of magnetization of the permanent magnet 42 is performed so that the rotor core 40 is in a radial direction in a state where the rotor core 40 is disposed in the recess 36, and the magnetization direction is mutually between magnetic poles adjacent to each other along the circumferential direction of the rotor core 40. Arranged to be reversed. For example, the polarities of the magnetic poles facing the inner circumferential side are arranged in the order of N, S, N, S,.

かかる永久磁石42の材質としては、ネオジムと鉄とホウ素を主成分とするネオジム磁石、サマリウムとコバルトを主成分とするサマリウムコバルト磁石等の希土類磁石が用いられる。これ以外にフェライト磁石、アルニコ磁石等を用いてもよい。   As the material of the permanent magnet 42, rare earth magnets such as neodymium magnets mainly composed of neodymium, iron and boron, and samarium cobalt magnets mainly composed of samarium and cobalt are used. Besides this, a ferrite magnet, an alnico magnet, or the like may be used.

図2では、磁極を形成する永久磁石42をロータコア40に埋め込む埋込磁石型を述べたが、永久磁石42がロータコア40の内周壁に露出する配置でもよい。また、ロータコア40について、周方向に沿ってリラクタンスが変化するリラクタンス型の磁極としてもよい。リラクタンスの変化と永久磁石42とを併用してもよい。   In FIG. 2, the embedded magnet type in which the permanent magnet 42 forming the magnetic pole is embedded in the rotor core 40 has been described. However, the permanent magnet 42 may be exposed on the inner peripheral wall of the rotor core 40. The rotor core 40 may be a reluctance type magnetic pole whose reluctance changes along the circumferential direction. A change in reluctance and the permanent magnet 42 may be used in combination.

図2において、リング部28の外周面に設けられるギヤ部50は、第2の回転電機14とギヤリダクション機構16とを係合し、アウターロータ構造20がステータ8との協働で発生する動力をギヤリダクション機構16に伝達する機械要素である。ギヤ部50は、スプラインで構成することができる。   In FIG. 2, the gear portion 50 provided on the outer peripheral surface of the ring portion 28 engages the second rotating electrical machine 14 and the gear reduction mechanism 16, and the power generated by the outer rotor structure 20 in cooperation with the stator 8. Is a mechanical element that transmits to the gear reduction mechanism 16. The gear part 50 can be comprised with a spline.

「スプライン」とは、回転軸同士を連結させる場合に、軸方向に生じる変位を逃しながら動力伝達を行う機械要素のことである。軸方向に生じる変位を逃しながら動力伝達を行うために、動力伝達を行う回転軸のそれぞれの外周には互いに嵌り合う関係を有する歯状の溝が設けられる。   A “spline” is a mechanical element that transmits power while displacing a displacement that occurs in the axial direction when rotating shafts are connected. In order to transmit power while escaping the displacement generated in the axial direction, tooth-like grooves having a fitting relationship with each other are provided on the outer circumferences of the rotating shafts that transmit power.

図2の場合、ギヤリダクション機構16を構成する歯車列のうちの歯車19と、第2の回転電機14の円環状のリング部28とが、「スプライン」において連結される2つの回転軸に相当する。そこで、以下では、特に断らない限り、リング部28の外周面に設けられるギヤ部50のことをスプライン50と呼ぶ。スプライン50は、リング部28の円環状の外周に設けられた歯状の溝で、歯車19の歯状の溝と互いに嵌り合う関係を有する。第2の回転電機14におけるスプライン50の歯状の溝と、歯車19の歯状の溝とは、互いに嵌り合って係合し、軸方向に生じる変位を逃しながら動力伝達を行うことができる。このスプライン50を介した歯車19との係合と動力伝達とにより、第2の回転電機14は、動作時において遠心力によるリング部28の径方向に沿った変位が抑制され、第2の回転電機14の中心軸のずれが抑制される。   In the case of FIG. 2, the gear 19 of the gear train constituting the gear reduction mechanism 16 and the annular ring portion 28 of the second rotating electrical machine 14 correspond to two rotating shafts connected in a “spline”. To do. Therefore, hereinafter, the gear portion 50 provided on the outer peripheral surface of the ring portion 28 is referred to as a spline 50 unless otherwise specified. The spline 50 is a tooth-like groove provided on the annular outer periphery of the ring portion 28, and has a relationship of fitting with the tooth-like groove of the gear 19. The tooth-like groove of the spline 50 and the tooth-like groove of the gear 19 in the second rotating electrical machine 14 can be fitted and engaged with each other, and power can be transmitted while escaping the displacement generated in the axial direction. Due to the engagement with the gear 19 and the power transmission via the spline 50, the second rotating electrical machine 14 is restrained from being displaced along the radial direction of the ring portion 28 due to the centrifugal force during the operation, so that the second rotation The deviation of the central axis of the electric machine 14 is suppressed.

上記構成の作用効果について、図3、図4を用いてさらに具体的に説明する。図3は、図1に対応する図で、比較例のトランスアクスル11を示す図である。図3を図1と比較すると、第2の回転電機15は、ロータシャフト34が軸方向に延びて、その先端に歯車52を備える。歯車52は、ギヤリダクション機構16の歯車19と噛み合っている。図4は、図2に対応する図で、比較例のアウターロータ構造21を示す図である。図4を図2と比較すると、ロータ本体23において、リング部28の外周にスプライン50が設けられていない。代わって、二点鎖線で示すように、ロータシャフト34は軸方向に沿って他方側に延び、その先端に歯車52が取り付けられ、歯車52の歯状の溝が、ギヤリダクション機構16の歯車19の歯状の溝と互いに嵌り合って係合している。これによって、歯車52と歯車19の間で、軸方向に生じる変位を逃しながら動力伝達を行うことができる。   The effects of the above configuration will be described more specifically with reference to FIGS. FIG. 3 is a view corresponding to FIG. 1 and showing a transaxle 11 of a comparative example. Comparing FIG. 3 with FIG. 1, in the second rotating electrical machine 15, the rotor shaft 34 extends in the axial direction and includes a gear 52 at the tip thereof. The gear 52 meshes with the gear 19 of the gear reduction mechanism 16. FIG. 4 is a view corresponding to FIG. 2 and showing an outer rotor structure 21 of a comparative example. When FIG. 4 is compared with FIG. 2, the spline 50 is not provided on the outer periphery of the ring portion 28 in the rotor body 23. Instead, as indicated by a two-dot chain line, the rotor shaft 34 extends to the other side along the axial direction, the gear 52 is attached to the tip thereof, and the tooth-like groove of the gear 52 is the gear 19 of the gear reduction mechanism 16. Are engaged with each other in a tooth-like groove. Thereby, power transmission can be performed between the gear 52 and the gear 19 while escaping the axial displacement.

アウターロータ構造21においては、歯車52によってギヤリダクション機構16との間の動力伝達が行われ、リング部28の外周においてはギヤリダクション機構16との間の動力伝達が行われない。したがって、第2の回転電機15は、動作時において遠心力によってリング部28は、白抜矢印60,62に示すように径方向に変位する。この変位が、白抜矢印60,62の大きさで示すように、周方向に沿って異なる場合は、白抜矢印70で示すように第2の回転電機15の中心軸が変位する。これに対し、スプライン50を備えるアウターロータ構造20においては、スプライン50を介した歯車19との係合と動力伝達により、動作時において遠心力によるリング部28の径方向に沿った変位が抑制される。これによって、第2の回転電機14の中心軸のずれ及びこれに伴い発生する応力が抑制される。また、トランスアクスル11と比較すると、トランスアクスル10では歯車52を省略できるので、全体として歯車の数を少なくできる。   In the outer rotor structure 21, power transmission to the gear reduction mechanism 16 is performed by the gear 52, and power transmission to the gear reduction mechanism 16 is not performed on the outer periphery of the ring portion 28. Accordingly, when the second rotating electrical machine 15 is operated, the ring portion 28 is displaced in the radial direction by the centrifugal force as indicated by the white arrows 60 and 62. When this displacement differs along the circumferential direction as indicated by the size of the white arrows 60 and 62, the central axis of the second rotating electrical machine 15 is displaced as indicated by the white arrow 70. On the other hand, in the outer rotor structure 20 including the spline 50, the displacement along the radial direction of the ring portion 28 due to the centrifugal force during operation is suppressed by the engagement with the gear 19 and the power transmission via the spline 50. The As a result, the shift of the central axis of the second rotating electrical machine 14 and the stress generated therewith are suppressed. Further, since the gear 52 can be omitted in the transaxle 10 as compared with the transaxle 11, the number of gears can be reduced as a whole.

上記構成の回転電機のアウターロータ構造20は、複軸に配置された2つの回転電機12,14とギヤリダクション機構16とを有するトランスアクスル10における回転電機のアウターロータ構造である。アウターロータ構造20は、ロータ本体22と、ロータコア40とを備える。ロータ本体22は、軸方向に延びるロータシャフト取付用のシャフト取付部24、シャフト取付部24から外周側に向かって径方向に張り出す円板部26、及び、円板部26の外周において軸方向に円環状に突出するリング部28を含む。リング部28は、内周側にロータコア配置用の凹部36を有する。ロータコア40は、リング部28のロータコア配置用の凹部36に配置され、周方向に予め定められた数の磁極が設けられた環状形状を有する。アウターロータ構造20はさらに、ギヤリダクション機構16との係合用にリング部28の外周面に設けられたスプライン50を備える。   The outer rotor structure 20 of the rotating electric machine having the above-described structure is an outer rotor structure of the rotating electric machine in the transaxle 10 having two rotating electric machines 12 and 14 and a gear reduction mechanism 16 arranged on multiple axes. The outer rotor structure 20 includes a rotor body 22 and a rotor core 40. The rotor body 22 includes a shaft mounting portion 24 for mounting a rotor shaft extending in the axial direction, a disk portion 26 projecting radially from the shaft mounting portion 24 toward the outer peripheral side, and an axial direction on the outer periphery of the disk portion 26. Includes a ring portion 28 projecting in an annular shape. The ring portion 28 has a concave portion 36 for arranging the rotor core on the inner peripheral side. The rotor core 40 is disposed in the concave portion 36 for arranging the rotor core of the ring portion 28 and has an annular shape provided with a predetermined number of magnetic poles in the circumferential direction. The outer rotor structure 20 further includes a spline 50 provided on the outer peripheral surface of the ring portion 28 for engagement with the gear reduction mechanism 16.

上記構成により、ロータ本体22の外周における円環状のリング部28の外周面がスプライン50を介して係合されるギヤリダクション機構16によって径方向の変位が規制され、ロータの中心軸のずれが抑制される。これによって、動作時において遠心力によるロータの中心軸のずれ及びこれに伴い発生する応力を抑制でき、回転電機14の出力トルクが向上する。また、回転電機の高出力化、大型化が進むときに、スプラインを設ける比較的簡便な手段によって、ロータの中心軸のずれに対し、強固な構成にできる。   With the above configuration, the radial displacement is restricted by the gear reduction mechanism 16 in which the outer peripheral surface of the annular ring portion 28 on the outer periphery of the rotor body 22 is engaged through the spline 50, and the deviation of the rotor central axis is suppressed. Is done. As a result, the displacement of the central axis of the rotor due to centrifugal force during operation and the stress generated therewith can be suppressed, and the output torque of the rotating electrical machine 14 is improved. Further, when the output of the rotating electrical machine is increased and the size thereof is increased, a relatively simple means for providing a spline can make the structure robust against the deviation of the central axis of the rotor.

8 ステータ、10,11 トランスアクスル、12,14,15 回転電機、16 ギヤリダクション機構、18 動力分配機構、19,52 歯車、20,21 アウターロータ構造、22,23 ロータ本体、24 シャフト取付部、26 円板部、28 リング部、30 開口空間部、32 シャフト取付穴、34 ロータシャフト、36 凹部、40 ロータコア、42 永久磁石、50 スプライン(ギヤ部)、60,62,70 白抜矢印。   8 Stator, 10, 11 Transaxle, 12, 14, 15 Rotating electrical machine, 16 Gear reduction mechanism, 18 Power distribution mechanism, 19, 52 Gear, 20, 21 Outer rotor structure, 22, 23 Rotor body, 24 Shaft mounting portion, 26 Disk part, 28 Ring part, 30 Open space part, 32 Shaft mounting hole, 34 Rotor shaft, 36 Recessed part, 40 Rotor core, 42 Permanent magnet, 50 Spline (gear part), 60, 62, 70 White arrow.

Claims (1)

複軸に配置された2つの回転電機とギヤリダクション機構とを有するトランスアクスルにおける回転電機のアウターロータ構造であって、
軸方向に延びるロータシャフト取付用のシャフト取付部、前記シャフト取付部から外周側に向かって径方向に張り出す円板部、及び、前記円板部の外周において軸方向に円環状に突出し内周側にロータコア配置用の凹部を有するリング部を含むロータ本体と、
前記リング部の前記ロータコア配置用の凹部に配置され、周方向に予め定められた数の磁極が設けられた環状形状を有するロータコアと、
前記ギヤリダクション機構との係合用に前記リング部の外周面に設けられたスプラインと、
を備える、回転電機のアウターロータ構造。
An outer rotor structure of a rotating electric machine in a transaxle having two rotating electric machines and a gear reduction mechanism arranged on a double shaft,
A shaft mounting portion for mounting the rotor shaft extending in the axial direction, a disk portion projecting radially from the shaft mounting portion toward the outer peripheral side, and an inner periphery projecting in an annular shape in the axial direction on the outer periphery of the disk portion A rotor body including a ring portion having a recess for rotor core arrangement on the side;
A rotor core having an annular shape that is disposed in the concave portion for arranging the rotor core of the ring portion and provided with a predetermined number of magnetic poles in the circumferential direction;
A spline provided on the outer peripheral surface of the ring portion for engagement with the gear reduction mechanism;
An outer rotor structure for a rotating electrical machine.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2025238960A1 (en) * 2024-05-16 2025-11-20 株式会社日立製作所 Motor and rotor fixing structure

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