JP5326657B2 - ハウジング内蔵モータユニットとハウジング内蔵モータユニットの組み付け方法 - Google Patents

Description

本発明は、ハイブリッド車両の駆動系等に適用され、ロータ回転角を検出するレゾルバを備えたハウジング内蔵モータユニットとハウジング内蔵モータユニットの組み付け方法に関する。

従来のレゾルバを備えた回転機械は、回転機械のハウジングケースの外側にレゾルバを配置していた。また、ハウジングケースは、励磁コイルを巻装した回転機械のステータコアを支持するフレームと、その回転機械のロータの出力軸を、ベアリングを介して回転可能に支持するブラケットとからなり、レゾルバは、ブラケットから外側に突出した出力軸に固着されたレゾルバロータと、ブラケットの外側面に固定したレゾルバステータとからなっていた。更に、レゾルバロータは、締結具により、締結具と出力軸を回転可能に支持しているベアリングとの間で締め付け固定されていた（例えば、特許文献１参照）。

ここで、「レゾルバ」とは、角度検出器の一種であり、２相シンクロとも呼ばれる。誘導モータと似た構成であり、レゾルバステータに巻き線方向が直交する２相のコイルが巻かれている。レゾルバステータの２相コイルに交流を流すと、レゾルバロータの回転に伴い２相コイルから出力される電圧の位相が変化することを利用してロータ回転角度を検出する。

特開2001-78393号公報

しかしながら、従来のレゾルバを備えた回転機械は、レゾルバロータを、締結具と出力軸を回転可能に支持しているベアリングとの間で締め付け固定しているため、高速回転により回転機械のロータにひずみが発生した際、ベアリングへ高い応力が加わり、破損する可能性がある、という問題があった。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、モータシャフトを支持するベアリングの破損防止と、ユニット全長の短縮化と、レゾルバの組み付け精度向上と、を併せて達成することができるハウジング内蔵モータユニットとハウジング内蔵モータユニットの組み付け方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明のハウジング内蔵モータユニットでは、ハウジング側に固定したモータステータとモータシャフト側に固定したモータロータにより構成されたハウジング内蔵モータに、ロータ回転角を検出するレゾルバを備えている。
このハウジング内蔵モータユニットには、前記ハウジングの内部に、前記ハウジング内蔵モータにアクチュエータにより締結・開放操作されるクラッチを配置した。
このハウジング内蔵モータユニットにおいて、前記ハウジングに固定し、前記ハウジング内蔵モータの一側面を覆うモータ側壁を設け、前記モータ側壁と前記モータシャフトの間にベアリングを介装した。そして、前記モータ側壁に固定したレゾルバステータと、前記モータシャフトに固定したレゾルバロータによる前記レゾルバを、前記ベアリングと前記モータロータの間に形成されたロータ内側空間に配置した。
加えて、前記モータ側壁を、モータ/クラッチの隔壁部材として兼用すると共に、前記モータ側壁に、前記アクチュエータを装着する環状収納部を形成し、前記ベアリングは、前記環状収納部の内周壁部と前記モータシャフトの間に介装する。

よって、本発明のハウジング内蔵モータユニットにあっては、モータ側壁とモータシャフトの間にベアリングを介装することで、ベアリングへの応力がモータ側壁により分散され、ベアリングの破損可能性が大幅に低減される。
そして、レゾルバを、ベアリングとモータ側壁の間に形成されたロータ内側空間に配置しているため、ハウジング内蔵モータの軸方向の長さが拡大することがなく、ユニット全長の短縮化が可能となる。
さらに、モータ側壁にレゾルバステータを予め固定しておき、このレゾルバステータとレゾルバロータを、ロータ内側空間にて対向配置するため、レゾルバの組み付け精度を向上させることができる。
加えて、アクチュエータから負荷が加わった際、ベアリングに作用する軸方向応力を環状収納部による応力分散作用にて緩和される。
この結果、モータシャフトを支持するベアリングの破損防止と、ユニット全長の短縮化と、レゾルバの組み付け精度向上と、ベアリングに作用する軸方向応力の緩和と、を併せて達成することができる。

実施例１のハウジング内蔵モータユニットが適用された後輪駆動によるＦＲハイブリッド車両を示す全体システム図である。 実施例１のモータ/ジェネレータMG（ハウジング内蔵モータの一例）が配置されたモータユニットの構成を示す全体概略図である。 実施例１のサブアッセンブリーによるモータ/ジェネレータMGを示す組み立て構成図である。 実施例１のレゾルバを備えたハウジング内蔵モータユニットの要部構成を示す拡大断面図である。 ハウジングを固定した自動変速機にサブアッセンブリーされたモータ/ジェネレータMGを組み付ける状態を示す組み付け作用説明図である。 ハウジングを固定した自動変速機にモータ/ジェネレータMGを組み付け完了したあと第１クラッチCL1を組み付ける状態を示す組み付け作用説明図である。

以下、本発明のハウジング内蔵モータユニットを実現する最良の形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。
図１は、実施例１のハウジング内蔵モータユニットが適用された後輪駆動によるＦＲハイブリッド車両を示す全体システム図である。

実施例１におけるＦＲハイブリッド車両の駆動系は、図１に示すように、エンジンEngと、フライホイールFWと、第１クラッチCL1と、モータ/ジェネレータMGと、第２クラッチCL2と、自動変速機ATと、プロペラシャフトPSと、ディファレンシャルDFと、左ドライブシャフトDSLと、右ドライブシャフトDSRと、左後輪RLと、右後輪RRと、を有する。なお、FLは左前輪、FRは右前輪である。

前記エンジンEngは、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンであり、エンジンコントローラ１からのエンジン制御指令に基づいて、エンジン始動制御やエンジン停止制御やスロットルバルブのバルブ開度制御やフューエルカット制御等が行われる。なお、エンジン出力軸には、フライホイールFWが設けられている。

前記第１クラッチCL1は、前記エンジンEngとモータ/ジェネレータMGの間に介装されたクラッチであり、第１クラッチコントローラ５からの第１クラッチ制御指令に基づいて、第１クラッチ油圧ユニット６により作り出された第１クラッチ制御油圧により、締結・スリップ締結（半クラッチ状態）・開放が制御される。この第１クラッチCL1としては、例えば、ダイアフラムスプリングによる付勢力にて完全締結を保ち、ピストン１４ａを有するレリーズシリンダー１４を用いたストローク制御により、スリップ締結から完全開放までが制御されるノーマルクローズの乾式単板クラッチが用いられる。レリーズシリンダー１４は、レリーズフォークの代わりに、クラッチレリーズ軸受を取り付けてダイアフラムスプリングを押圧する油圧アクチュエータであり、CSC（Concentric Slave Cylinderの略）とも呼ばれる。

前記モータ/ジェネレータMGは、モータロータに永久磁石を埋設しモータステータにステータコイルが巻き付けられた同期型モータ/ジェネレータであり、モータコントローラ２からの制御指令に基づいて、インバータ３により作り出された三相交流を印加することにより制御される。このモータ/ジェネレータMGは、バッテリ４からの電力の供給を受けて回転駆動する電動機として動作することもできるし（以下、この動作状態を「力行」と呼ぶ）、モータロータがエンジンEngや駆動輪から回転エネルギーを受ける場合には、ステータコイルの両端に起電力を生じさせる発電機として機能し、バッテリ４を充電することもできる（以下、この動作状態を「回生」と呼ぶ）。なお、このモータ/ジェネレータMGのモータロータは、自動変速機ATの変速機入力軸に連結されている。

前記第２クラッチCL2は、前記モータ/ジェネレータMGと左右後輪RL、RRの間に介装されたクラッチであり、ＡＴコントローラ７からの第２クラッチ制御指令に基づいて、第２クラッチ油圧ユニット８により作り出された制御油圧により、締結・スリップ締結・開放が制御される。この第２クラッチCL2としては、例えば、比例ソレノイドで油流量および油圧を連続的に制御できるノーマルオープンの湿式多板クラッチや湿式多板ブレーキが用いられる。なお、第１クラッチ油圧ユニット６と第２クラッチ油圧ユニット８は、自動変速機ATに付設されるAT油圧コントロールバルブユニットCVUに内蔵している。

前記自動変速機ATは、例えば、前進７速/後退１速等の有段階の変速段を車速やアクセル開度等に応じて自動的に切り換える有段変速機であり、前記第２クラッチCL2は、専用クラッチとして新たに追加したものではなく、自動変速機ATの各変速段にて締結される複数の摩擦締結要素のうち、トルク伝達経路に配置される最適なクラッチやブレーキを選択している。そして、前記自動変速機ATの出力軸は、プロペラシャフトPS、ディファレンシャルDF、左ドライブシャフトDSL、右ドライブシャフトDSRを介して左右後輪RL、RRに連結されている。

実施例１のハイブリッド駆動系は、電気車両走行モード（以下、「EVモード」という。）と、ハイブリッド車走行モード（以下、「HEVモード」という。）と、駆動トルクコントロール走行モード（以下、「WSCモード」という。）等の走行モードを有する。

前記「EVモード」は、第１クラッチCL1を開放状態とし、モータ/ジェネレータMGの動力のみで走行するモードである。前記「HEVモード」は、第１クラッチCL1を締結状態とし、モータシスト走行モード・走行発電モード・エンジン走行モードの何れかにより走行するモードである。前記「WSCモード」は、「HEVモード」からのP、N→Dセレクト発進時、あるいは、「EVモード」や「HEVモード」からのDレンジ発進時等において、モータ/ジェネレータMGの回転数制御により第２クラッチCL2のスリップ締結状態を維持し、第２クラッチCL2を経過するクラッチ伝達トルクが、車両状態やドライバー操作に応じて決まる要求駆動トルクとなるようにクラッチトルク容量をコントロールしながら発進するモードである。なお、「WSC」とは「Wet Start clutch」の略である。

次に、ハイブリッド車両の制御系を説明する。
実施例１におけるＦＲハイブリッド車両の制御系は、図１に示すように、エンジンコントローラ１と、モータコントローラ２と、インバータ３と、バッテリ４と、第１クラッチコントローラ５と、第１クラッチ油圧ユニット６と、ＡＴコントローラ７と、第２クラッチ油圧ユニット８と、ブレーキコントローラ９と、統合コントローラ１０と、を有して構成されている。なお、エンジンコントローラ１と、モータコントローラ２と、第１クラッチコントローラ５と、ＡＴコントローラ７と、ブレーキコントローラ９と、統合コントローラ１０とは、情報交換が互いに可能なＣＡＮ通信線１１を介して接続されている。

前記エンジンコントローラ１は、エンジン回転数センサ１２からのエンジン回転数情報と、統合コントローラ１０からの目標エンジントルク指令と、他の必要情報を入力する。そして、エンジン動作点（Ne、Te）を制御する指令を、エンジンEngのスロットルバルブアクチュエータ等へ出力する。

前記モータコントローラ２は、モータ/ジェネレータMGのロータ回転位置を検出するレゾルバ６１からの情報と、統合コントローラ１０からの目標MGトルク指令および目標MG回転数指令と、他の必要情報を入力する。そして、モータ/ジェネレータMGのモータ動作点（Nm、Tm）を制御する指令をインバータ３へ出力する。なお、このモータコントローラ２では、バッテリ４の充電容量をあらわすバッテリSOCを監視していて、このバッテリSOC情報は、モータ/ジェネレータMGの制御情報に用いられると共に、ＣＡＮ通信線１１を介して統合コントローラ１０へ供給される。

前記第１クラッチコントローラ５は、レリーズシリンダー１４のピストン１４ａのストローク位置を検出する第１クラッチストロークセンサ１５からのセンサ情報と、統合コントローラ１０からの目標CL1トルク指令と、他の必要情報を入力する。そして、第１クラッチCL1の締結・スリップ締結・開放を制御する指令をAT油圧コントロールバルブユニットCVU内の第１クラッチ油圧ユニット６に出力する。

前記ＡＴコントローラ７は、アクセル開度センサ１６と、車速センサ１７と、他のセンサ類１８（変速機入力回転数センサ、インヒビタースイッチ等）からの情報を入力する。そして、Ｄレンジを選択しての走行時、アクセル開度APOと車速VSPにより決まる運転点がシフトマップ上で存在する位置により最適な変速段を検索し、検索された変速段を得る制御指令をAT油圧コントロールバルブユニットCVUに出力する。なお、シフトマップとは、アクセル開度と車速に応じてアップシフト線とダウンシフト線を書き込んだマップをいう。上記自動変速制御に加えて、統合コントローラ１０から目標CL2トルク指令を入力した場合、第２クラッチCL2のスリップ締結を制御する指令をAT油圧コントロールバルブユニットCVU内の第２クラッチ油圧ユニット８に出力する第２クラッチ制御を行う。また、統合コントローラ１０から変速制御変更指令が出力された場合、通常に変速制御に代え、変速制御変更指令にしたがった変速制御を行う。

前記ブレーキコントローラ９は、４輪の各車輪速を検出する車輪速センサ１９と、ブレーキストロークセンサ２０からのセンサ情報と、統合コントローラ１０からの回生協調制御指令と、他の必要情報を入力する。そして、例えば、ブレーキ踏み込み制動時、ブレーキストロークBSから求められる要求制動力に対し回生制動力だけでは不足する場合、その不足分を機械制動力（液圧制動力やモータ制動力）で補うように、回生協調ブレーキ制御を行う。

前記統合コントローラ１０は、車両全体の消費エネルギーを管理し、最高効率で車両を走らせるための機能を担うもので、モータ回転数Nmを検出するモータ回転数センサ２１や他のセンサ・スイッチ類２２からの必要情報およびＣＡＮ通信線１１を介して情報を入力する。そして、エンジンコントローラ１へ目標エンジントルク指令、モータコントローラ２へ目標MGトルク指令および目標MG回転数指令、第１クラッチコントローラ５へ目標CL1トルク指令、ＡＴコントローラ７へ目標CL2トルク指令、ブレーキコントローラ９へ回生協調制御指令を出力する。

図２は、実施例１のモータ/ジェネレータMG（ハウジング内蔵モータの一例）が配置されたモータユニットの構成を示す全体概略図である。図３は、実施例１のサブアッセンブリーによるモータ/ジェネレータMGを示す組み立て構成図である。以下、図２〜図３に基づいて、モータ/ジェネレータMGを内蔵するモータユニットの構成を説明する。

実施例１のモータ/ジェネレータMGを内蔵するモータユニットのハウジング３０は、図２に示すように、フロント側がエンジンEngのエンジンブロック３１にフランジでボルト連結され、リア側が自動変速機ATのトランスミッションケース３２にフランジでボルト連結されている。

前記ハウジング３０の内部には、図２に示すように、エンジンEngのクランク軸３３に装着された第１クラッチCL1と、サブアッセンブリーの形態によりボルト３４でハウジング３０の内面側から固定されたモータ/ジェネレータMGと、が配置されている。

前記第１クラッチCL1は、図２に示すように、エンジンEngのクランク軸３３と、モータ/ジェネレータMGの中空モータシャフト４３の間に介装され、ダイアフラムスプリング３５による付勢力にて完全締結を保ち、サブアッセンブリー形態のモータ/ジェネレータMGに装着されたレリーズシリンダー１４のピストンストローク制御により、スリップ締結から完全開放までが制御されるノーマルクローズの乾式単板クラッチである。

前記モータ/ジェネレータMGは、図３に示すように、モータカバー４０と、モータステータ４１（固定子）と、モータロータ４２（回転子）と、の３部品を組み立てるサブアッセンブリー構成となっている。

前記モータカバー４０は、ボルト３４によりハウジング３０の段差部に対し固定される部材で、図３に示すように、レリーズシリンダー１４を装着する環状凹部４０ａが形成されている。このモータカバー４０の中心部位置には、中空モータシャフト４３を回転可能に支持するフロント側ベアリング４４と、中空モータシャフト４３との油密性を保つシールリング４５が設けられている。

前記モータステータ４１は、図３に示すように、ステータハウジング４６に圧入固定され、ステータコイル４１ａを巻き付けた複数のコアピースを円環状に配置したステータコア４１ｂにより構成されている。前記ステータハウジング４６のモータステータ４１の外周部には、冷却水が流通するウォータージャケット４７が形成されており、モータステータ４１を冷却する。このモータステータ４１の中心部位置には、中空モータシャフト４３を回転可能に支持するリア側ベアリング４８が設けられている。

前記モータロータ４２は、中空モータシャフト４３から径方向に延びて一体的に設けられたロータ支持部品４９に対し圧入固定され、積層板の内部に永久磁石４２ａを埋設することで構成されている。このモータロータ４２は、モータステータ４１に対し径方向のエアギャップを介して配置されている。

前記モータ/ジェネレータMGを構成するモータカバー４０とモータステータ４１とモータロータ４２の３部品の組み立ては、図３に示すように、中空モータシャフト４３及びロータ支持部品４９に固定されたモータロータ４２の一方側からモータカバー４０を挟み込み、他方側からモータステータ４１が固定されたステータハウジング４６を挟み込み、ボルト３６によりモータカバー４０とモータステータ４１を固定することで行われる。

前記トランスミッションケース３２には、図２に示すように、AT変速部５０と、AT油圧コントロールバルブユニットCVUと、サブバルブユニット５１と、オイルパン５２と、変速機入力軸５３と、メカオイルポンプ５４と、ポンプハウジング５５と、ポンプカバー５６と、を有する。変速機入力軸５３の先端部は、中空モータシャフト４３にスプライン結合される。

前記モータ/ジェネレータMGには、図２に示すように、ステータコイル４１ａに接続される強電ハーネス５７と、ウォータージャケット４７に連通する冷却水出入口５８が設けられている。また、ハウジング３０には、エンジンEng側の下部に貫通穴５９を形成し、第１クラッチCL1を配置した空間から水・空気が出入りする構成としている。

第１クラッチCL1のクラッチ回転中心軸に対するモータ/ジェネレータMGのモータ軸合せ構成について説明する。
エンジンEng側は、クランク軸３３→エンジンブロック３１→ハウジング３０の経路で第１クラッチCL1のクラッチ回転中心軸を合せる。一方、モータ/ジェネレータMG側は、中空モータシャフト４３のフロント側ベアリング４４の位置が、モータカバー４０→ハウジング３０の経路により決められ、中空モータシャフト４３のリア側ベアリング４８の位置が、ステータハウジング４６→モータカバー４０→ハウジング３０の経路により決められる。よって、クラッチ回転中心軸にモータ軸（中空モータシャフト４３）を合わせることができる。

モータ/ジェネレータMGのモータステータ４１とモータロータ４２の中心合せ構成について説明する。
モータステータ４１は、モータカバー４０とステータハウジング４６が一体であり、ハウジング３０に対するボルト３４による固定で中心軸が決まる。このモータステータ４１に対しモータロータ４２は、一体であるモータカバー４０とステータハウジング４６に対し前後位置のフロント側ベアリング４４とリア側ベアリング４８により、中空モータシャフト４３を回転可能に支持することで中心軸が決まる。よって、モータステータ４１とモータロータ４２の中心を合わせることができる。

変速機入力軸５３の中心軸に対するモータ/ジェネレータMGのモータ軸合わせ構成について説明する。
変速機入力軸５３の中心軸に対し、軸合わせしてポンプハウジング５５を固定し、さらに、ポンプハウジング５５に軸合わせ嵌合によりポンプカバー５６を固定する。一方、ステータハウジング４６にポンプカバー５６の外周面に嵌合する内周面を有する軸合わせ嵌合部６０を突設する。そして、組み付け時に軸合わせ嵌合部６０の内周面をポンプカバー５６の外周面に嵌合することで、短い経路で、精度良く、変速機入力軸５３の中心軸にモータ軸を合わせることができる。

第１クラッチCL1の油圧操作の反力を受ける構成について説明する。
第１クラッチCL1を油圧操作すると、第１クラッチCL1がエンジンEng側についており、レリーズシリンダー１４がモータ/ジェネレータMGのモータカバー４０についているため、モータ付近の力は、レリーズ力（150kg〜300kg程度）が、モータカバー４０→ステータハウジング４６→ハウジング３０に伝わり、その荷重を支える必要がある。これに対し、ステータハウジング４６に負荷される軸方向力は、トランスミッションケース３２側から、図２に示す三角形部分で突き当て支持している。

図４は、実施例１のレゾルバを備えたハウジング内蔵モータユニットの要部構成を示す拡大断面図である。以下、図４に基づいて、実施例１のレゾルバを備えたハウジング内蔵モータユニットの構成を説明する。

実施例１のハウジング内蔵モータユニットは、図４に示すように、ハウジング３０側に固定したモータステータ４１と中空モータシャフト４３（モータシャフト）側に固定したモータロータ４２により構成されたモータ/ジェネレータMG（ハウジング内蔵モータ）に、ロータ回転角を検出するレゾルバ６１を備えている。

このハウジング内蔵モータユニットにおいて、ハウジング３０にボルト３４により固定し、モータ/ジェネレータMGの一側面を覆うモータカバー４０（モータ側壁）を設け、このモータカバー４０と中空モータシャフト４３の間にフロント側ベアリング４４（ベアリング、第１ベアリング）を介装している。そして、モータカバー４０に固定したレゾルバステータ６２と、中空モータシャフト４３に固定したレゾルバロータ６３によるレゾルバ６１を、フロント側ベアリング４４とモータロータ４２の間に形成されたロータ内側空間６４に配置している。

前記ハウジング３０の内部に、モータ/ジェネレータMGに隣接してレリーズシリンダー１４（アクチュエータ）により締結・開放操作される第１クラッチCL1（クラッチ）を配置し、モータカバー４０を、モータ/クラッチの隔壁部材として兼用すると共に、モータカバー４０に、レリーズシリンダー１４を装着する環状凹部４０ａ（環状収納部）を形成している。そして、フロント側ベアリング４４は、環状凹部４０ａの内周壁部と中空モータシャフト４３の間に介装すると共に、フロント側ベアリング４４とレゾルバロータ６３との間に軸方向間隙ｔを設けている。

前記モータステータ４１を固定すると共に、モータ/ジェネレータMGの他側面を覆うステータハウジング４６を設け、モータカバー４０と中空モータシャフト４３の間に介装したフロント側ベアリング４４に対し、ステータハウジング４６と中空モータシャフト４３の間にリア側ベアリング４８（第２ベアリング）を介装している。そして、モータロータ４２の軸方向中心線CLからリア側ベアリング４８の支持中心位置までの軸方向距離L2に対し、モータロータ４２の軸方向中心線CLからフロント側ベアリング４４の支持中心位置までの軸方向距離L1を短く設定している。

前記ハウジング３０の端部に、自動変速機AT（変速機）のトランスミッションケース３２（変速機ケース）を連結し（図２参照）、リア側ベアリング４８は、中空モータシャフト４３を介し、メカオイルポンプ５４（オイルポンプ）を駆動する変速機入力軸５３を支持している。

次に、作用を説明する。
実施例１のハウジング内蔵モータユニットにおける作用を、「ハウジング内蔵モータへのレゾルバ組み付け作用」、「ハウジング内蔵モータユニットの組み付け作用」、「ハウジング内蔵モータユニットの特徴的作用」に分けて説明する。

［ハウジング内蔵モータへのレゾルバ組み付け作用］
以下、図３を用いて、ハウジング内蔵モータであるモータ/ジェネレータMGへのレゾルバ組み付け作用を説明する。

ハウジング３０側に固定したモータステータ４１とモータシャフト４３側に固定したモータロータ４２により構成されたモータ/ジェネレータMGに、ロータ回転角を検出するレゾルバ６１を組み付ける組み付け方法は、レゾルバロータ設定手順と、レゾルバステータ設定手順と、リア側ベアリング設定手順（第２ベアリング設定手順）と、挟み込み固定手順と、によりなされる。以下、各手順を説明する。

前記レゾルバロータ設定手順では、中空モータシャフト４３から径方向に延びるロータ支持部品４９にモータロータ４２を固定したロータ組立体に、レゾルバロータ６３が設定される。

前記レゾルバステータ設定手順では、モータ/ジェネレータMGの一側面を覆うモータカバー４０に、フロント側ベアリング４４（第１ベアリング）が設定されると共にレゾルバステータ６２が設定される。

前記リア側ベアリング設定手順では、モータステータ４１を固定すると共にモータ/ジェネレータMGの他側面を覆うステータハウジング４６に、リア側ベアリング４８（第２ベアリング）が設定される。

前記挟み込み固定手順では、レゾルバロータ６３を設定したロータ組立体に対し、一方側からレゾルバステータ６２を設定したモータカバー４０を挟み込み、他方側からステータハウジング４６を挟み込み、モータカバー４０とステータハウジング４６がボルト３６により固定される。

したがって、レゾルバロータ６３を設定したロータ組立体に対しモータカバー４０とステータハウジング４６を挟み込み固定するという簡単な手順により、組み付け精度の高いレゾルバ６１を備えたモータ/ジェネレータMGをサブアッセンブリーにより組み付けることができる。

そして、例えば、レゾルバステータを予め固定してから、レゾルバロータを取り付けるという組み付け方法の場合、レゾルバロータの取り付け時に接触によりレゾルバが破損する可能性がある。
これに対し、レゾルバロータ６３が予め設定されているロータ組立体に対し、モータカバー４０に予め設定されているレゾルバステータ６２を組み付けるため、レゾルバ６１の破損可能性を大幅に低減することができる。

［ハウジング内蔵モータユニットの組み付け作用］
以下、図５および図６を用いて、サブアッセンブリーされたモータ/ジェネレータMGと第１クラッチCL1によるハウジング内蔵モータユニットの組み付け作用を説明する。

自動変速機ATの変速機入力軸５３側に、実施例１のハウジング内蔵モータユニットを組み付ける際、まず、図５に示すように、トランスミッションケース３２に対しハウジング３０をボルト固定する。一方、上記組み付け作用にしたがって、レゾルバ６１を備えたモータ/ジェネレータMGをサブアッセンブリーにより組み付けておく。

そして、ハウジング３０の内部に向かって、図５に示すように、レゾルバ６１を備えたモータ/ジェネレータMGを差し込むと、中空モータシャフト４３と変速機入力軸５３の先端部とがスプライン結合される。このとき、ステータハウジング４６に突設された軸合わせ嵌合部６０の内周面が、ポンプカバー５６の外周面に嵌合し、変速機入力軸５３の中心軸にモータ軸を合わせる軸心合わせが達成される。この軸心合わせ状態で、モータカバー４０をボルト３４によりハウジング３０に固定することで、ハウジング３０の内部にレゾルバ６１を備えたモータ/ジェネレータMGが組み付けられる。

次に、モータ/ジェネレータMGのモータカバー４０に形成された環状凹部４０ａに、図６に示すように、レリーズシリンダー１４を組み付ける。その後、第１クラッチCL1の組立体を、図６に示すように、ハウジング３０の内部に向かって差し込むと、中空モータシャフト４３の先端部に、第１クラッチCL1の出力側ハブ３７がスプライン嵌合される。

このようにして組み付けられたハウジング内蔵モータユニットのうち、第１クラッチCL1のフライホイールFWを、エンジンEngのクランク軸３３に組み付け、ハウジング３０をエンジンブロック３１のボルト固定することで、ハイブリッド駆動系が組み立てられることになる。

したがって、トランスミッションケース３２にボルト固定したハウジング３０の開き側から、サブアッセンブリーのモータ/ジェネレータMGと、第１クラッチCL1のクラッチ組立体を一方向から差し込むだけの簡単な手順により、高い位置決め精度によりハウジング３０内にモータ/ジェネレータMGと第１クラッチCL1を組み付けることができる。

［ハウジング内蔵モータユニットの特徴的作用］
実施例１では、モータ/ジェネレータMGにロータ回転角を検出するレゾルバ６１を備えたハウジング内蔵モータユニットにおいて、ハウジング３０に固定し、モータ/ジェネレータMGの一側面を覆うモータカバー４０を設け、このモータカバー４０と中空モータシャフト４３の間にフロント側ベアリング４４を介装している。そして、モータカバー４０に固定したレゾルバステータ６２と、中空モータシャフト４３に固定したレゾルバロータ６３によるレゾルバ６１を、フロント側ベアリング４４とモータロータ４２の間に形成されたロータ内側空間６４に配置している。
このように、モータカバー４０と中空モータシャフト４３の間にフロント側ベアリング４４を介装することで、フロント側ベアリング４４への応力がモータカバー４０により分散される。この結果、フロント側ベアリング４４の破損可能性を大幅に低減することができる。
そして、レゾルバ６１を、フロント側ベアリング４４とモータロータ４２の間に形成されたロータ内側空間６４に配置しているため、モータ/ジェネレータMGの軸方向の長さが拡大することがない。この結果、ユニット全長を短縮することができる。
さらに、モータカバー４０にレゾルバステータ６２を予め固定しておき、このレゾルバステータ６２とレゾルバロータ６３を、ロータ内側空間６４にて対向配置するため、レゾルバ６１の組み付け精度を向上させることができる。

実施例１では、ハウジング３０の内部に、モータ/ジェネレータMGに隣接してレリーズシリンダー１４により締結・開放操作される第１クラッチCL1を配置し、モータカバー４０を、モータ/クラッチの隔壁部材として兼用すると共に、モータカバー４０に、レリーズシリンダー１４を装着する環状凹部４０ａを形成している。そして、フロント側ベアリング４４は、環状凹部４０ａの内周壁部とモータシャフト４３の間に介装すると共に、フロント側ベアリング４４とレゾルバロータ６３との間に軸方向間隙ｔを設けている。
したがって、レリーズシリンダー１４から負荷が加わった際、フロント側ベアリング４４に作用する軸方向応力を、環状凹部４０ａによる応力分散作用にて緩和することができると共に、フロント側ベアリング４４に作用する軸方向応力により、フロント側ベアリング４４が少し軸方向に移動したとしても、軸方向間隙ｔにより、レゾルバロータ６３との干渉を防止することができる。この結果、フロント側ベアリング４４の破損を回避することができる。

実施例１では、モータステータ４１を固定すると共に、モータ/ジェネレータMGの他側面を覆うステータハウジング４６を設け、モータカバー４０と中空モータシャフト４３の間に介装したフロント側ベアリング４４に対し、ステータハウジング４６と中空モータシャフト４３の間にリア側ベアリング４８を介装している。そして、モータロータ４２の軸方向中心線CLからリア側ベアリング４８の支持中心位置までの軸方向距離L2に対し、モータロータ４２の軸方向中心線CLからフロント側ベアリング４４の支持中心位置までの軸方向距離L1を短く設定している。
すなわち、フロント側ベアリング４４の耐応力と軸方向距離L1を掛け合わせた軸方向中心線CLからのモーメントと、リア側ベアリング４８の耐応力と軸方向距離L2を掛け合わせた軸方向中心線CLからのモーメントと、を一致させる設定により、安定してモータロータ４２を回転可能に支持している。
したがって、フロント側ベアリング４４がレリーズシリンダー１４を保持するために耐応力を上げる分、リア側ベアリング４８の剛性を下げることができる。言い換えると、フロント側ベアリング４４に対してリア側ベアリング４８の耐応力を低く設定でき、その分、リア側ベアリング４８をコンパクトな形状にできる。

実施例１では、ハウジング３０の端部に、自動変速機ATのトランスミッションケース３２を連結し、リア側ベアリング４８は、中空モータシャフト４３を介し、メカオイルポンプ５４を駆動する変速機入力軸５３を支持している。
このように、スプライン嵌合された中空モータシャフト４３と変速機入力軸５３を、リア側ベアリング４８により支持しているため、変速機入力軸５３に対するベアリング部の振れが小さくなり、リア側ベアリング４８への負荷を低減させることができる。
加えて、変速機入力軸５３の軸振れも同様に低減できるので、変速機入力軸５３により駆動されるメカオイルポンプ５４の駆動を安定させることができる。

次に、効果を説明する。
実施例１のハウジング内蔵モータユニットとハウジング内蔵モータユニットの取り付け方法にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。

(1) ハウジング３０側に固定したモータステータ４１とモータシャフト（中空モータシャフト４３）側に固定したモータロータ４２により構成されたハウジング内蔵モータ（モータ/ジェネレータMG）に、ロータ回転角を検出するレゾルバ６１を備えたハウジング内蔵モータユニットにおいて、前記ハウジング３０に固定し、前記モータ/ジェネレータMGの一側面を覆うモータ側壁（モータカバー４０）を設け、前記モータ側壁と前記モータシャフトの間にベアリング（フロント側ベアリング４４）を介装し、前記モータ側壁に固定したレゾルバステータ６２と、前記モータシャフトに固定したレゾルバロータ６３による前記レゾルバ６１を、前記ベアリングと前記モータロータ４２の間に形成されたロータ内側空間６４に配置した。
このため、モータシャフト（中空モータシャフト４３）を支持するベアリング（フロント側ベアリング４４）の破損防止と、ユニット全長の短縮化と、レゾルバ６１の組み付け精度向上と、を併せて達成するハウジング内蔵モータユニットを提供することができる。

(2) 前記ハウジング３０の内部に、前記ハウジング内蔵モータ（モータ/ジェネレータMG）に隣接してアクチュエータ（レリーズシリンダー１４）により締結・開放操作されるクラッチ（第１クラッチCL1）を配置し、前記モータ側壁（モータカバー４０）を、モータ/クラッチの隔壁部材として兼用すると共に、前記モータ側壁に、前記アクチュエータを装着する環状収納部（環状凹部４０ａ）を形成し、前記ベアリング（フロント側ベアリング４４）は、環状収納部の内周壁部と前記モータシャフト（中空モータシャフト４３）の間に介装すると共に、前記ベアリングとレゾルバロータ６３との間に軸方向間隙ｔを設けた。
このため、アクチュエータ（レリーズシリンダー１４）から負荷が加わった際、ベアリング（フロント側ベアリング４４）に作用する軸方向応力を緩和することができると共に、ベアリング（フロント側ベアリング４４）とレゾルバロータ６３との干渉を防止することができる。

(3) 前記モータステータ４１を固定すると共に、前記ハウジング内蔵モータ（モータ/ジェネレータMG）の他側面を覆うステータハウジング４６を設け、前記モータ側壁（モータカバー４０）と前記モータシャフト（中空モータシャフト４３）の間に介装したベアリング（フロント側ベアリング４４）を第１ベアリングとしたとき、前記ステータハウジング４６と前記モータシャフトの間に第２ベアリング（リア側ベアリング４８）を介装し、前記モータロータ４２の軸方向中心線CLから前記第２ベアリング（リア側ベアリング４８）の支持中心位置の支持中心位置までの軸方向距離L2に対し、前記モータロータ４２の軸方向中心線CLから第１ベアリング（フロント側ベアリング４４）の支持中心位置までの軸方向距離L1を短く設定した。
このため、第１ベアリング（フロント側ベアリング４４）がアクチュエータ（レリーズシリンダー１４）を保持するために耐応力を上げる分、第２ベアリング（リア側ベアリング４８）の剛性を下げることができる。

(4) 前記ハウジング３０の端部に、変速機（自動変速機AT）の変速機ケース（トランスミッションケース３２）を連結し、前記第２ベアリング（リア側ベアリング４８）は、前記モータシャフト（中空モータシャフト４３）を介し、オイルポンプ（メカオイルポンプ５４）を駆動する変速機入力軸５３を支持した。
このため、変速機入力軸５３に対するベアリング部の振れが小さくなり、リア側ベアリング４８への負荷を低減させることができると共に、変速機入力軸５３により駆動されるメカオイルポンプ５４の駆動を安定させることができる。

(5) ハウジング３０側に固定したモータステータ４１とモータシャフト４３側に固定したモータロータ４２により構成されたハウジング内蔵モータ（モータ/ジェネレータMG）に、ロータ回転角を検出するレゾルバ６１を組み付けるハウジング内蔵モータユニットの組み付け方法において、
前記モータシャフト（中空モータシャフト４３）から径方向に延びるロータ支持部品４９に前記モータロータ４２を固定したロータ組立体に、レゾルバロータ６３を設定するレゾルバロータ設定手順と、
前記ハウジング内蔵モータ（モータ/ジェネレータMG）の一側面を覆うモータ側壁（モータカバー４０）に、第１ベアリング（フロント側ベアリング４４）を設定すると共にレゾルバステータ６２を設定するレゾルバステータ設定手順と、
前記モータステータ４１を固定すると共に前記ハウジング内蔵モータ（モータ/ジェネレータMG）の他側面を覆うステータハウジング４６に、第２ベアリング（リア側ベアリング４８）を設定する第２ベアリング設定手順（リア側ベアリング設定手順）と、
前記レゾルバロータ６３を設定した前記ロータ組立体に対し、一方側からレゾルバステータ６２を設定した前記モータ側壁（モータカバー４０）を挟み込み、他方側から前記ステータハウジング４６を挟み込み、前記モータ側壁（モータカバー４０）と前記ステータハウジング４６を固定する挟み込み固定手順と、
を有する。
このため、モータシャフト（中空モータシャフト４３）を支持するベアリング（フロント側ベアリング４４）の破損防止と、ユニット全長の短縮化と、レゾルバ６１の組み付け精度向上と、を併せて達成するハウジング内蔵モータユニットの組み付け方法を提供することができる。

以上、本発明のハウジング内蔵モータユニットとハウジング内蔵モータユニットの組み付け方法を実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例１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。

実施例１では、ハウジング３０にモータ/ジェネレータMGと第１クラッチCL1を内蔵するハウジング内蔵モータユニットの例を示した。しかし、モータ/ジェネレータMGのみをハウジングに内蔵する例としても良い。さらに、モータ/ジェネレータMGと複数のクラッチやブレーキをユニット部品として内蔵する例、モータ/ジェネレータMGと減速ギアをユニット部品として内蔵する例、等のように、ハウジングにモータと様々なユニット部品を内蔵するような例であっても良い。

実施例１では、ＦＲハイブリッド車両のハイブリッド駆動系に本発明のハウジング内蔵モータユニットを適用した例を示した。しかし、例えば、ＦＦハイブリッド車両や電気自動車や燃料電池車等の駆動系に対しても本発明のハウジング内蔵モータユニットとその取り付け方法を適用することができる。要するに、レゾルバを備えたハウジング内蔵モータユニットであれば適用できる。

Eng エンジン
MG モータ/ジェネレータ（ハウジング内蔵モータ）
AT 自動変速機（変速機）
CL1 第１クラッチ（クラッチ）
CL2 第２クラッチ
RL 左後輪
RR 右後輪
１ エンジンコントローラ
２ モータコントローラ
３ インバータ
４ バッテリ
５ 第１クラッチコントローラ
６ 第１クラッチ油圧ユニット
７ ＡＴコントローラ
８ 第２クラッチ油圧ユニット
９ ブレーキコントローラ
１０ 統合コントローラ
１４ レリーズシリンダー（アクチュエータ）
３０ ハウジング
３１ エンジンブロック
３２ トランスミッションケース（変速機ケース）
３３ クランク軸
３４ ボルト
３５ ダイアフラムスプリング
３６ ボルト
４０ モータカバー（モータ側壁）
４０ａ 環状凹部（環状収納部）
４２ モータロータ
４１ モータステータ
４３ 中空モータシャフト（モータシャフト）
４４ フロント側ベアリング（ベアリング、第１ベアリング）
４６ ステータハウジング
４８ リア側ベアリング（第２ベアリング）
５３ 変速機入力軸５３
５４ メカオイルポンプ（オイルポンプ）
６１ レゾルバ
６２ レゾルバステータ
６３ レゾルバロータ
６４ ロータ内側空間
ｔ 軸方向間隙
CL 軸方向中心線
L1,L2 軸方向距離

Claims (5)

1. ハウジング側に固定したモータステータとモータシャフト側に固定したモータロータにより構成されたハウジング内蔵モータに、ロータ回転角を検出するレゾルバを備え、
   前記ハウジングの内部に、前記ハウジング内蔵モータにアクチュエータにより締結・開放操作されるクラッチを配置したハウジング内蔵モータユニットにおいて、
   前記ハウジングに固定し、前記ハウジング内蔵モータの一側面を覆うモータ側壁を設け、
   前記モータ側壁と前記モータシャフトの間にベアリングを介装し、
   前記モータ側壁に固定したレゾルバステータと、前記モータシャフトに固定したレゾルバロータによる前記レゾルバを、前記ベアリングと前記モータロータの間に形成されたロータ内側空間に配置し、
   前記モータ側壁を、モータ/クラッチの隔壁部材として兼用すると共に、前記モータ側壁に、前記アクチュエータを装着する環状収納部を形成し、
   前記ベアリングは、前記環状収納部の内周壁部と前記モータシャフトの間に介装する
   ことを特徴とするハウジング内蔵モータユニット。
2. 請求項１に記載されたハウジング内蔵モータユニットにおいて、
   前記ベアリングは、前記ベアリングと前記レゾルバロータとの間に軸方向間隙を設けた
   ことを特徴とするハウジング内蔵モータユニット。
3. 請求項２に記載されたハウジング内蔵モータユニットにおいて、
   前記モータステータを固定すると共に、前記ハウジング内蔵モータの他側面を覆うステータハウジングを設け、
   前記モータ側壁と前記モータシャフトの間に介装したベアリングを第１ベアリングとしたとき、前記ステータハウジングと前記モータシャフトの間に第２ベアリングを介装し、
   前記モータロータの軸方向中心線から前記第２ベアリングの支持中心位置までの軸方向距離に対し、前記モータロータの軸方向中心線から前記第１ベアリングの支持中心位置までの軸方向距離を短く設定した
   ことを特徴とするハウジング内蔵モータユニット。
4. 請求項３に記載されたハウジング内蔵モータユニットにおいて、
   前記ハウジングの端部に、変速機の変速機ケースを連結し、
   前記第２ベアリングは、前記モータシャフトを介し、オイルポンプを駆動する変速機入力軸を支持した
   ことを特徴とするハウジング内蔵モータユニット。
5. ハウジング側に固定したモータステータとモータシャフト側に固定したモータロータにより構成されたハウジング内蔵モータに、ロータ回転角を検出するレゾルバを組み付け、
   前記ハウジングの内部に、前記ハウジング内蔵モータにアクチュエータにより締結・開放操作されるクラッチを組み付けるハウジング内蔵モータユニットの組み付け方法において、
   前記モータシャフトから径方向に延びるロータ支持部品に前記モータロータを固定したロータ組立体に、レゾルバロータを組み付けるレゾルバロータ組み付け手順と、
   前記ハウジング内蔵モータの一側面を覆い、かつ、前記アクチュエータを組み付ける環状収納部が形成されたモータ側壁に、第１ベアリングを組み付けると共にレゾルバステータを組み付けるレゾルバステータ組み付け手順と、
   前記モータステータを固定すると共に前記ハウジング内蔵モータの他側面を覆うステータハウジングに、第２ベアリングを組み付ける第２ベアリング組み付け手順と、
   前記レゾルバロータを組み付けた前記ロータ組立体に対し、一方側から前記レゾルバステータを組み付けた前記モータ側壁を挟み込み、他方側から前記ステータハウジングを挟み込み、前記モータ側壁と前記ステータハウジングを固定する挟み込み固定手順と、
   を有することを特徴とするハウジング内蔵モータユニットの組み付け方法。

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