JP2004129396A - 複軸多層モータのステータ構造 - Google Patents
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Abstract
【課題】正面側冷媒蓋部材及び背面側冷媒蓋部材に冷媒路分配機能を持たせ、かつ、両蓋部材を金属製リングに固定されたスナップリングを用いて取り付けることで、ステータの冷媒路を簡便に形成することができると共に、スナップリング溝加工の容易性、並びに、スナップリング溝強度を確保することができる複軸多層モータのステータ構造を提供すること。
【解決手段】樹脂モールド部４６に設けられたステータ冷却用の冷媒路４３を有する複軸多層モータＭにおいて、冷媒路４３の両端位置に、内面に仕切壁９１ｃを有する冷媒分配蓋部材９１及び内面に仕切壁９５ｂを有する冷媒Ｕターン蓋部材９５を、それぞれスナップリング５６，５６を用いて取り付け、かつ、前記スナップリング５６，５６を嵌合するスナップリング溝５７，５７を、前記樹脂モールド部４６に埋め込んだ正面側エンドプレート４７及び背面側ブラケット７１の軸方向突出部４７ａ，７１ａに形成した。
【選択図】 図７
【解決手段】樹脂モールド部４６に設けられたステータ冷却用の冷媒路４３を有する複軸多層モータＭにおいて、冷媒路４３の両端位置に、内面に仕切壁９１ｃを有する冷媒分配蓋部材９１及び内面に仕切壁９５ｂを有する冷媒Ｕターン蓋部材９５を、それぞれスナップリング５６，５６を用いて取り付け、かつ、前記スナップリング５６，５６を嵌合するスナップリング溝５７，５７を、前記樹脂モールド部４６に埋め込んだ正面側エンドプレート４７及び背面側ブラケット７１の軸方向突出部４７ａ，７１ａに形成した。
【選択図】 図７
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハイブリッド駆動ユニット等に適用される複軸多層モータのステータ構造の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の複軸多層モータのステータは、複数のステータピース積層体の両側部に正面側ブラケット及び背面側ブラケットを配置することでステータ骨格構造体とし、このステータ骨格構造体の空間部を樹脂モールド部により埋めることで製造される。そして、両ブラケットを挟持しながらケースに固定するボルトの外周部を軸方向の冷媒路としている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−１４０８６号公報（図６）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の複軸多層モータにあっては、ステータピース積層体の両側部に配置された正面側ブラケットに、冷媒路分配構造であるＵターン路を形成し、背面側ブラケットに冷媒路分配構造である放射状流路を形成するものであるため、両ブラケットの加工に多大な工数を要するという問題点があった。
【０００５】
本発明は、上記問題点に着目してなされたもので、正面側冷媒蓋部材及び背面側冷媒蓋部材に冷媒路分配機能を持たせ、かつ、両蓋部材を金属製リングに固定されたスナップリングを用いて取り付けることで、ステータの冷媒路を簡便に形成することができると共に、スナップリング溝加工の容易性、並びに、スナップリング溝強度を確保することができる複軸多層モータのステータ構造を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明では、ステータを挟んで同心円状にインナーロータとアウターロータとを配置し、前記ステータは、ステータピース積層体と、樹脂モールド部と、冷媒路と、を有する複軸多層モータにおいて、
前記冷媒路の両端位置に、内面に冷媒路分配構造を有する正面側冷媒蓋部材及び背面側冷媒蓋部材を、それぞれスナップリングを用いて取り付け、かつ、前記スナップリングを嵌合するスナップリング溝を、前記樹脂モールド部に埋め込んだ金属製リングに形成した。
【０００７】
ここで、「冷媒路分配構造」とは、ステータを冷却する冷媒の流れ路を所定の流れに分配規定するための構造で、例えば、冷媒の往路と復路を仕切る仕切壁や冷媒のＵターン路を仕切る仕切壁等をいう。
【０００８】
「金属製リング」は、専用部材を樹脂モールド部に埋め込んだものでも良いし、また、ステータピース積層体を両側部から挟持する正面側ブラケット部材及び背面側ブラケット部材を利用しても良い。さらに、スナップリングを嵌合するスナップリング溝を形成する溝部分が、円周上に連続したものでも良いし、また、円周上に断続して配列したものでも良い。
【０００９】
【発明の効果】
よって、本発明の複軸多層モータのステータ構造にあっては、正面側冷媒蓋部材及び背面側冷媒蓋部材に冷媒路分配機能を持たせ、かつ、両蓋部材を金属製リングに固定されたスナップリングを用いて取り付けるようにしたため、ブラケットに冷媒路分配構造を形成する場合に比べ、ステータの冷媒路を簡便に形成することができると共に、スナップリング溝を樹脂モールド部に形成する場合に比べ、スナップリング溝加工の容易性、並びに、スナップリング溝強度を確保することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の複軸多層モータのステータ構造を実現する実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１１】
（第１実施例）
まず、構成を説明する。
【００１２】
［ハイブリッド駆動ユニットの全体構成］
図１は第１実施例の複軸多層モータが適用されたハイブリッド駆動ユニットの全体図であり、図１において、Ｅはエンジン、Ｍは複軸多層モータ、Ｇはラビニョウ型複合遊星歯車列、Ｄは駆動出力機構、１はモータカバー、２はモータケース、３はギヤハウジング、４はフロントカバーである。
【００１３】
前記エンジンＥは、ハイブリッド駆動ユニットの主動力源であり、エンジン出力軸５とラビニョウ型複合遊星歯車列Ｇの第２リングギヤＲ２とは、回転変動吸収ダンパー６及び多板クラッチ７を介して連結されている。
【００１４】
前記複軸多層モータＭは、外観的には１つのモータであるが２つのモータジェネレータ機能を有する副動力源である。この複軸多層モータＭは、前記モータケース２に固定され、コイルを巻いた固定電機子としてのステータＳと、前記ステータＳの内側に配置し、永久磁石を埋設したインナーロータＩＲと、前記ステータＳの外側に配置し、永久磁石を埋設したアウターロータＯＲと、を同軸上に三層配置することで構成されている。前記インナーロータＩＲに固定の第１モータ中空軸８は、ラビニョウ型複合遊星歯車列Ｇの第１サンギヤＳ１に連結され、前記アウターロータＯＲに固定の第２モータ軸９は、ラビニョウ型複合遊星歯車列Ｇの第２サンギヤＳ２に連結されている。
【００１５】
前記ラビニョウ型複合遊星歯車列Ｇは、二つのモータ回転数を制御することにより無段階に変速比を変える無段変速機能を有する遊星歯車機構である。このラビニョウ型複合遊星歯車列Ｇは、互いに噛み合う第１ピニオンＰ１と第２ピニオンＰ２を支持する共通キャリヤＣと、第１ピニオンＰ１に噛み合う第１サンギヤＳ１と、第２ピニオンＰ２に噛み合う第２サンギヤＳ２と、第１ピニオンＰ１に噛み合う第１リングギヤＲ１と、第２ピニオンＰ２に噛み合う第２リングギヤＲ２との５つの回転要素を有して構成されている。前記第１リングギヤＲ１とギヤハウジング３との間には多板ブレーキ１０が介装されている。前記共通キャリヤＣには、出力ギヤ１１が連結されている。
【００１６】
前記駆動出力機構Ｄは、出力ギヤ１１と、第１カウンターギヤ１２と、第２カウンターギヤ１３と、ドライブギヤ１４と、ディファレンシャル１５と、ドライブシャフト１６Ｌ，１６Ｒにより構成されている。そして、出力ギヤ１１からの出力回転及び出力トルクは、第１カウンターギヤ１２→第２カウンターギヤ１３→ドライブギヤ１４→ディファレンシャル１５を経過し、ドライブシャフト１６Ｌ，１６Ｒから図外の駆動輪へ伝達される。
【００１７】
すなわち、ハイブリッド駆動ユニットは、前記第２リングギヤＲ２とエンジン出力軸５を連結し、前記第１サンギヤＳ１と第１モータ中空軸８とを連結し、前記第２サンギヤＳ２と第２モータ軸９とを連結し、前記共通キャリヤＣに出力ギヤ１１を連結することにより構成されている。
【００１８】
［複軸多層モータの構成］
図２は第１実施例のステータ構造が適用された複軸多層モータＭを示す縦断側面図、図３は第１実施例のステータ構造が適用された複軸多層モータＭを示す一部縦断正面図、図４は第１実施例のステータを背面側から視た図、図５は複軸多層モータＭのステータコイルに印加される複合電流の一例を示す説明図である。
【００１９】
図２において、１はモータカバー、２はモータケースであり、これらに囲まれたモータ室１７内にインナーロータＩＲとステータＳとアウターロータＯＲとにより構成された複軸多層モータＭが配置されている。
【００２０】
前記インナーロータＩＲは、その内筒面が第１モータ中空軸８の段差軸端部に対して圧入（或いは焼きばめ）により固定されている。このインナーロータＩＲには、図３に示すように、ロータベース２０に対し磁束形成を考慮した配置によるインナーロータマグネット２１（永久磁石）が軸方向に１２本埋設されている。但し、２本が対となってＶ字配置されて同じ極性を示し、３極対としてある。
【００２１】
前記ステータＳは、ステータピース４０を積層したステータピース積層体４１とコイル４２とステータ冷却用の冷媒路４３とインナー側ボルト・ナット４４とアウター側ボルト・ナット４５と樹脂モールド部４６とを有して構成されている。そして、ステータＳの正面側端部が、正面側エンドプレート４７とステータシャフト４８とを介してモータケース２に固定されている。
【００２２】
前記コイル４２は、コイル数が１８で、図４に示すように、６相コイルを３回繰り返しながら円周上に配置される。
【００２３】
そして、前記６相コイル４２に対しては、図外のインバータから給電接続端子５０とバスバー径方向積層体５１と給電コネクタ５２とバスバー軸方向積層体５３を介して複合電流が印加される（図５参照）。この複合電流は、アウターロータＯＲとインナーロータＩＲを駆動させるための３相交流と６相交流を複合させたものである。
【００２４】
前記アウターロータＯＲは、その外筒面がアウターロータケース６２に対してロー付け、或いは、接着により固定されている。そして、アウターロータケース６２の正面側には正面側連結ケース６３が固定され、背面側には背面側連結ケース６４が固定されている。そして、この背面側連結ケース６４に第２モータ軸９がスプライン結合されている。このアウターロータＯＲには、図３に示すように、ロータベース６０に対し磁束形成を考慮した配置によるアウターロータマグネット６１（永久磁石）が、両端位置に空間を介して軸方向に１２本埋設されている。このアウターロータマグネット６１は、インナーロータマグネット２１と異なり、１本づつ極性が違い、６極対をなしている。
【００２５】
図２において、８０，８１はアウターロータ６をモータケース２及びモータカバー１に支持する一対のアウターロータ支持ベアリングである。８２はインナーロータＩＲをモータケース２に支持するインナーロータ支持ベアリング、８３はアウターロータＯＲに対しステータＳを支持するステータ支持ベアリング、８４は第１モータ中空軸８と第２モータ軸９との間に介装される中間ベアリングである。
【００２６】
また、図２において、８５はインナーロータＩＲの回転位置を検出するインナーロータレゾルバ、８６はアウターロータＯＲの回転位置を検出するアウターロータレゾルバである。
【００２７】
［遊星歯車機構の構成］
図６はハイブリッド駆動ユニットのラビニョウ型複合遊星歯車列Ｇを示す縦断面図である。図６において、２はモータケース、３はギヤハウジング、４はフロントカバーであり、これらに囲まれたギヤ室３０内にラビニョウ型複合遊星歯車列Ｇ及び駆動出力機構Ｄが配置されている。
【００２８】
前記ラビニョウ型複合遊星歯車列Ｇの第２リングギヤＲ２には、回転変動吸収フライホイールダンパー６と変速機入力軸３１とクラッチドラム３２とを介し、多板クラッチ７の締結時にエンジンＥからの回転駆動トルクが入力される。
【００２９】
前記ラビニョウ型複合遊星歯車列Ｇの第１サンギヤＳ１には、第１モータ中空軸８がスプライン結合され、決められたモータ動作点にしたがって、複軸多層モータＭのインナーロータＩＲから第１トルクと第１回転数が入力される。
【００３０】
前記ラビニョウ型複合遊星歯車列Ｇの第２サンギヤＳ２には、第２モータ軸９がスプライン結合され、決められたモータ動作点にしたがって、複軸多層モータＭのアウターロータＯＲから第２トルクと第２回転数が入力される。
【００３１】
前記ラビニョウ型複合遊星歯車列Ｇの第１リングギヤＲ１と、ギヤハウジング３との間には多板ブレーキ１０が設けられ、発進時等において多板ブレーキ１０が締結された時には、第１リングギヤＲ１が停止する。
【００３２】
前記ラビニョウ型複合遊星歯車列Ｇの共通キャリヤＣには、ステータシャフト４８に対しベアリングを介して回転可能に支持された出力ギヤ１１がスプライン結合されている。
【００３３】
前記駆動出力機構Ｄは、前記出力ギヤ１１と噛み合う第１カウンターギヤ１２と、この第１カウンターギヤ１２のシャフト部に設けられた第２カウンターギヤ１３と、第２カウンターギヤ１３と噛み合うドライブギヤ１４とを有する。そして、第２カウンターギヤ１３とドライブギヤ１４の歯数比により、終減速比が決められる。
【００３４】
前記多板クラッチ７のクラッチピストン３３には、フロントカバー４に形成されたクラッチ圧油路３４により締結圧が供給される。また、前記多板ブレーキ１０のブレーキピストン３５には、フロントカバー４に形成されたブレーキ圧油路３６により締結圧が供給される。前記クラッチピストン３３と前記ブレーキピストン３５は、フロントカバー４の内側で、内周位置にクラッチピストン３３が配置され、その外周位置にブレーキピストン３５が配置される。
【００３５】
また、前記変速機入力軸３１には、軸心油路３７が形成されていて、この軸心油路３７には、フロントカバー４に形成された潤滑油路３８を介して潤滑油が供給される。
【００３６】
［ステータ構造］
図７は第１実施例の複軸多層モータＭのステータＳを示す縦断面図、図８は第１実施例のステータＳの冷媒分配蓋部材及び冷媒Ｕターン蓋部材を示す拡大断面図、図９は第１実施例のステータＳの骨格構造体を示す断面図である。
【００３７】
前記ステータピース積層体４１は、複数のステータピース４０が軸方向に積層され、その外周に、平型銅線によるコイル４２が軸方向に往復するように巻かれことで構成される。このコイル４２を巻き付けたステータピース積層体４１は、モータ回転軸を中心とする円周に等ピッチで配列される。
【００３８】
正面側ブラケット７０と背面側ブラケット７１は、前記コイル４２が巻かれた複数のステータピース積層体４１を、モータ回転軸を中心とする円周上に等間隔で配列し、その軸方向両端位置に設置される。なお、ステータピース積層体４１と両ブラケット７０，７１とは、位置決めピン５５により位置決めされる。
【００３９】
正面側エンドプレート４７と背面側エンドプレート４９は、両ブラケット７０，７１の外側に配置される。なお、正面側エンドプレート４７には、ステータシャフト４８が溶接により固定されている。
【００４０】
前記インナー側ボルト・ナット４４とアウター側ボルト・ナット４５は、ステータピース積層体４１と、両ブラケット７０，７１と、両エンドプレート４７，４９とを挿通し、ナットを回して締め上げ、この締め上げで発生する摩擦力により全体を固定し、図９に示すように、ステータＳの骨格構造体を構成する。
【００４１】
前記ステータ冷却パイプ７２は、周方向に隣接するコイル付きステータピース積層体４１の間の位置に配置し、両端部が前記正面側ブラケット７０と背面側ブラケット７１に対し支持される。
【００４２】
前記樹脂モールド部４６は、ステータ全体形状に合致する凹型を有する型枠内に、ステータ冷却パイプ３２を支持した骨格構造体を入れ、溶融樹脂を流し込み、溶融樹脂を空間部分に充填することで成形される。
【００４３】
前記ステータピース積層体４１のコイル発熱を冷却するステータ冷却用の冷媒路４３の両端位置に、内面に仕切壁９１ｃ（冷媒路分配構造）を有する冷媒分配蓋部材９１（正面側冷媒蓋部材）、及び、内面に仕切壁９５ｂ（冷媒路分配構造）を有する冷媒Ｕターン蓋部材９５（背面側冷媒蓋部材）を、それぞれスナップリング５６，５６を用いて取り付けている。
【００４４】
前記スナップリング５６，５６を嵌合するスナップリング溝５７，５７を、前記樹脂モールド部４６に埋め込んだ正面側エンドプレート４７及び背面側ブラケット７１の軸方向突出部４７ａ，７１ａ（金属製リング）に形成している。つまり、スナップリング溝５７，５７を形成する金属製リングを軸方向突出部４７ａ，７１ａとすることで、樹脂モールドを行う前に組み立てられるステータＳの骨格構造体のうち、前記複数のステータピース積層体４１を両側部から挟持する正面側エンドプレート４７（正面側ブラケット部材）及び背面側ブラケット７１（背面側ブラケット部材）を利用したものとしている。
【００４５】
前記軸方向突出部４７ａ，７１ａは、円周上に断続して配列し（図１４及び図１５参照）、この部分にスナップリング５６，５６を嵌合するスナップリング溝５７，５７を形成している。
【００４６】
前記スナップリング５６，５６により取り付けられる冷媒分配蓋部材９１及び冷媒Ｕターン蓋部材９５には、それぞれ環状の内側シール材５８と外側シール材５９を設けている。そして、前記内側シール材５８及び外側シール材５９とが接触するシール面を、図８に示すように、軸方向突出部４７ａ，７１ａに被覆された樹脂モールド面４６ａとしている。
【００４７】
［ステータ冷却構造］
図１０は第１実施例のステータ構造及び冷媒の流れを示す断面図、図１１は図１０Ａ−Ａ線による第１実施例のステータ構造の冷媒分配蓋部材を示す断面図、図１２は図１０Ｂ−Ｂ線による第１実施例のステータ構造の冷媒分配板部材を示す図、図１３は図１０Ｃ−Ｃ線による第１実施例のステータ構造の冷媒往路及び冷媒復路を示す断面図、図１４は図１０Ｄ−Ｄ線による第１実施例のステータ構造で冷媒Ｕターン蓋部材により塞がれるステータ背面端部を示す図である。
【００４８】
前記冷媒路４３は、冷媒導入路９０と、冷媒分配蓋部材９１と、冷媒分配板部材９２と、冷媒往路９３と、冷媒復路９４と、冷媒Ｕターン蓋部材９５と、冷媒排出路９６と、を備えた構成としている。
【００４９】
前記冷媒導入路９０は、図１０（イ）に示すように、樹脂モールド部４６に形成され、冷媒を外部からステータ端部の冷媒導入口へ導く。
【００５０】
前記冷媒分配蓋部材９１は、図１１に示すように、形状がドーナツ状であり、周方向に往路９１ａと復路９１ｂの仕切壁９１ｃを内面に設け、前記冷媒導入路９０から往路９１ａの開始部９１ｄに冷媒を導く。
【００５１】
前記冷媒分配板部材９２は、図１２に示すように、前記往路９１ａの部分に連通する往路用分配穴９２ａと、前記復路９１ｂの部分に連通する復路用分配穴９２ｂとを、周方向に隣接する位置に開口している。
【００５２】
前記冷媒往路９３は、図１３に示すように、前記ステータＳの樹脂モールド部４６に軸方向に貫通して形成され、一端が前記往路用分配穴９２ａに連通する。
【００５３】
前記冷媒復路９４は、図１３に示すように、前記ステータＳの樹脂モールド部４６に軸方向に貫通して形成され、一端が前記復路用分配穴９２ｂに連通する。
【００５４】
前記冷媒Ｕターン蓋部材９５は、一対の冷媒往路９３と冷媒復路９４に対応する連通凹部９５ａと、一対の冷媒往路９３と冷媒復路９４に対応する仕切壁９５ｂとが内面に形成され、図１４に示すステータＳの背面側端部をこの冷媒Ｕターン蓋部材９５により塞ぐことで、周方向に隣り合う設定とされた冷媒往路９３と冷媒復路９４の両他端を連通する。なお、図１４において、４６ｂは樹脂モールド部４６に形成された連通凹部である。
【００５５】
前記冷媒排出路９６は、図１０（ロ）に示すように、前記冷媒復路９４と冷媒分配板部材９２の復路用分配穴９２ｂを経過し、冷媒分配蓋部材９１の復路９１ｂの終端部９１ｅから冷媒を排出する。
【００５６】
前記冷媒往路９３と冷媒復路９４は、図１３に示すように、周方向に隣接する各コイル４２間に配置している。なお、往復の組みとなっている冷媒路は、○の中の数字が同じで、「’」の付いていない数字は冷媒往路９３に対応し、「’」の付いている数字は冷媒復路９４に対応している。
【００５７】
前記冷媒分配蓋部材９１の仕切壁９１ｃは、円周方向の往路断面積を冷媒導入路９０に近い部分から遠い部分まで一定断面積に保ち、円周方向の復路断面積を冷媒排出路９６に近い部分から遠い部分まで一定断面積に保つ環状仕切壁としている。
【００５８】
次に、作用を説明する。
【００５９】
［複軸多層モータの基本機能］
２ロータ・１ステータで、アウターロータ磁力線とインナーロータ磁力線との２つの磁力線が作られる複軸多層モータＭを採用したことで、コイル４２及び図外のコイルインバータを２つのインナーロータＩＲとアウターロータＯＲに対し共用できる。そして、インナーロータＩＲに対する電流とアウターロータＯＲに対する電流を重ね合わせた複合電流を１つのコイル４２に印加することにより、２つのロータＩＲ，ＯＲをそれぞれ独立に制御することができる。つまり、外観的には、１つの複軸多層モータＭであるが、モータ機能とジェネレータ機能の異種または同種の機能を組み合わせたものとして使える。
【００６０】
よって、例えば、ロータとステータを持つモータと、ロータとステータを持つジェネレータの２つのものを設ける場合に比べて大幅にコンパクトになり、スペース・コスト・重量の面で有利であると共に、コイル共用化により電流による損失（銅損，スイッチングロス）を低減することができる。
【００６１】
また、複合電流制御のみで（モータ＋ジェネレータ）の使い方に限らず、（モータ＋モータ）や（ジェネレータ＋ジェネレータ）の使い方も可能であるというように、高い選択自由度を持ち、例えば、第１実施例のように、ハイブリッド車の駆動源に採用した場合、これら多数の選択肢の中から車両状態に応じて最も効果的或いは効率的な組み合わせを選択することができる。
【００６２】
［ステータ冷却作用］
複軸多層モータＭの駆動時、コイル４２に大電流を流すと、コイル４２は発熱する。この熱は電気効率や機械効率を悪化させる原因となる。また、複軸多層モータＭでは、発熱体であるコイル４２は、モータ回転軸を中心とする円周に等ピッチでステータＳ内に配列される。よって、その熱を取り除くためにステータＳの周方向において偏りなく冷却する必要がある。
【００６３】
第１実施例のステータ構造によるステータ冷却作用を、図１０及び図１５を用いて説明する。
【００６４】
外部からモータケース２に形成された冷媒導入路７４を経過した冷媒は、往路では、図１０（イ）に示すように、冷媒導入路９０→冷媒分配蓋部材９１の往路９１ａ→冷媒分配板部材９２の往路用分配穴９２ａ→冷媒往路９３→冷媒Ｕターン蓋部材９５の連通凹部９５ａへと流れる。
【００６５】
そして、復路では、図１０（ロ）に示すように、冷媒Ｕターン蓋部材９５の連通凹部９５ａから、冷媒復路９４→冷媒分配板部材９２の復路用分配穴９２ｂ→冷媒分配蓋部材９１の復路９１ｂ→冷媒排出路９６へと流れ、冷媒排出路９６からモータケース２に形成された冷媒排出路７４’を経過して外部に排出される。
【００６６】
この冷媒の流れにおいて、冷媒往路９３と冷媒復路９４との組みが周方向に隣り合うと共に、冷媒分配蓋部材９１に往路９１ａと復路９１ｂを仕切る周方向の仕切壁９１ｃを設けた。
【００６７】
このため、例えば、図１５において、往路▲１▼で復路▲１▼’の組みのように、冷媒分配板部材９２の往路用分配穴９２ａと冷媒導入路９０との流路長が短ければ、冷媒分配板部材９２の復路用分配穴９２ｂと冷媒排出路９６との流路長が長くなり、逆に、往路▲９▼で復路▲９▼’の組みのように、冷媒分配板部材９２の往路用分配穴９２ａと冷媒導入路９０との流路長が長ければ、冷媒分配板部材９２の復路用分配穴９２ｂと冷媒排出路９６との流路長が短くなる。
【００６８】
このように、冷媒分配蓋部材９１の往路９１ａと復路９１ｂを通過するための冷媒の合計流路長がほぼ同じ長さ（冷媒分配蓋部材９１の１周弱）となるため、同一路長の往復路とＵターン路を含め、分配された▲１▼，▲１▼’の組み〜▲９▼，▲９▼’の組みにより表される各冷媒路４３（冷媒導入路９０から冷媒排出路９６まで）の路長は、ほぼ同じ長さで各冷媒路４３による冷却効果がほぼ均一となり、ステータＳの冷却偏りを緩和することができる。
【００６９】
［蓋部材の支持作用及びシール作用］
ステータピース積層体４１のコイル発熱を冷却するステータ冷却用の冷媒路４３の両端位置には、冷媒分配蓋部材９１及び冷媒Ｕターン蓋部材９５が、それぞれスナップリング５６，５６を用いて取り付けられている。
【００７０】
例えば、前記スナップリング５６，５６を嵌合するスナップリング溝を、樹脂モールド部に形成した場合には、スナップリング溝の溝強度が低く、内側から冷媒圧を受ける両蓋部材９１，９５の支持強度が十分確保されないという懸念があるし、また、樹脂モールド部への溝加工時に切削抵抗により樹脂モールド部が破損することがあるという懸念がある。
【００７１】
これに対し、スナップリング５６，５６を嵌合するスナップリング溝５７，５７を、樹脂モールド部４６に埋め込んだ正面側エンドプレート４７及び背面側ブラケット７１の軸方向突出部４７ａ，７１ａに形成したため、スナップリング溝の溝強度が高く、内側から冷媒圧を受ける両蓋部材９１，９５の支持強度が十分確保されるし、また、軸方向突出部４７ａ，７１ａへの溝加工時に切削抵抗等により軸方向突出部４７ａ，７１ａが破損することも確実に防止できる。
【００７２】
また、スナップリング５６，５６により取り付けられる冷媒分配蓋部材９１及び冷媒Ｕターン蓋部材９５には、それぞれ環状の内側シール材５８と外側シール材５９を設け、両シール材５８，５９により冷媒の漏れを防ぐシール性を確保するようにしている。
【００７３】
そこで、例えば、内側シール材５８及び外側シール材５９とが接触するシール面を、軸方向突出部４７ａ，７１ａによる金属面とした場合には、シール性を確保するためにシール部分の金属表面精度を上げるべく表面加工を要することになる。
【００７４】
これに対し、内側シール材５８及び外側シール材５９とが接触するシール面を、軸方向突出部４７ａ，７１ａに被覆された樹脂モールド面４６ａとすることで樹脂成型型により高い寸法精度が得られる為、シール性を確保するための表面加工を不要としながら、内側シール材５８及び外側シール材５９の弾性変形による樹脂モールド面４６ａとの密着性、すなわち、冷媒の漏れを防ぐ高いシール性を確保することができる。
【００７５】
次に、効果を説明する。
第１実施例の複軸多層モータのステータ構造にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００７６】
（１） ステータＳを挟んで同心円状にインナーロータＩＲとアウターロータＯＲとを配置し、前記ステータＳは、モータ回転軸を中心とする円周に等ピッチで配列したコイル４２を巻き付けたステータピース積層体４１と、該ステータピース積層体４１の周方向隣接空間を埋める樹脂モールド部４６と、該樹脂モールド部４６に設けられ、コイル発熱を冷却するステータ冷却用の冷媒路４３と、を有する複軸多層モータＭにおいて、冷媒路４３の両端位置に、内面に仕切壁９１ｃを有する冷媒分配蓋部材９１及び内面に仕切壁９５ｂを有する冷媒Ｕターン蓋部材９５を、それぞれスナップリング５６，５６を用いて取り付け、かつ、前記スナップリング５６，５６を嵌合するスナップリング溝５７，５７を、前記樹脂モールド部４６に埋め込んだ正面側エンドプレート４７及び背面側ブラケット７１の軸方向突出部４７ａ，７１ａに形成したため、ステータＳの冷媒路４３を簡便に形成することができると共に、スナップリング溝５７，５７の溝加工の容易性、並びに、スナップリング溝５７，５７の溝強度を確保することができる。
【００７７】
（２） スナップリング溝５７，５７を形成する金属製リングを、樹脂モールドを行う前に組み立てられるステータＳの骨格構造体のうち、複数のステータピース積層体４１を両側部から挟持する正面側エンドプレート４７及び背面側ブラケット７１の軸方向突出部４７ａ，７１ａとしたため、骨格構造体によりスナップリング溝５７，５７に加わる力を受けることになり、金属製リングを樹脂モールド部４６に埋め込んだ別部材とする場合に比べ、高いスナップリング溝５７，５７の溝強度を達成することができる。
【００７８】
（３） スナップリング５６，５６を嵌合するスナップリング溝５７，５７を形成する軸方向突出部４７ａ，７１ａを、円周上に断続して配列したため、軸方向突出部４７ａ，７１ａの途切れた部分を他の目的（例えば、冷媒導入や排出等）の空間として利用することができる。
【００７９】
（４） スナップリング５６，５６により取り付けられる冷媒分配蓋部材９１及び冷媒Ｕターン蓋部材９５には、それぞれ環状の内側シール材５８と外側シール材５９を設け、この内側シール材５８及び外側シール材５９とが接触するシール面を、軸方向突出部４７ａ，７１ａに被覆された樹脂モールド面４６ａとすることで樹脂成型型により冷媒のシールに必要な面粗度や寸法精度が確保される為、表面加工を要することなく、冷媒の漏れを防ぐ高いシール性を確保することができる。
【００８０】
（第２実施例）
この第２実施例は、図１６及び図１７に示すように、専用の環状金属製リング６５を樹脂モールド部４６に埋め込み、この環状金属製リング６５に、スナップリング５６，５６を嵌合するスナップリング溝５７，５７を形成し、該スナップリング溝５７，５７に嵌合するスナップリング５６，５６により冷媒分配蓋部材９１及び冷媒Ｕターン蓋部材９５を取り付けるようにした例である。
なお、他の構成は第１実施例と同様であるので、図示並びに説明を省略する。
【００８１】
よって、第２実施例の複軸多層モータのステータ構造にあっては、第１実施例の（１），（４）の効果を得ることができる。
【００８２】
以上、本発明の複軸多層モータのステータ構造を第１実施例及び第２実施例に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００８３】
例えば、第１実施例では、ハイブリッド駆動ユニットに適用される複軸多層モータの例を示したが、単独で設置される複軸多層モータや他のシステムに適用される複軸多層モータに対しても本発明のステータ構造を採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例のステータ構造を有する複軸多層モータが適用されたハイブリッド駆動ユニットを示す概略全体図である。
【図２】第１実施例のステータ構造が適用された複軸多層モータＭを示す縦断側面図である。
【図３】第１実施例のステータ構造が適用された複軸多層モータＭを示す一部縦断正面図である。
【図４】第１実施例のステータ構造が適用された複軸多層モータＭをステータの背面側から視た図である。
【図５】複軸多層モータのステータコイルに印加される複合電流の一例を示す説明図である。
【図６】第１実施例の複軸多層モータが適用されたハイブリッド駆動ユニットのラビニョウ型複合遊星歯車列Ｇおよび駆動出力機構Ｄを示す縦断側面図である。
【図７】第１実施例の複軸多層モータＭにおけるステータＳを示す縦断側面図である。
【図８】第１実施例の複軸多層モータＭにおけるステータＳの蓋部材部分を示す拡大断面図である。
【図９】第１実施例の複軸多層モータＭにおけるステータＳの骨格構造体を示す縦断側面図である。
【図１０】第１実施例のステータ冷却構造及び冷媒の流れを示す断面図である。
【図１１】図１０Ａ−Ａ線による第１実施例のステータ冷却構造の冷媒分配蓋部材を示す断面図である。
【図１２】図１０Ｂ−Ｂ線による第１実施例のステータ冷却構造の冷媒分配板部材を示す図である。
【図１３】図１０Ｃ−Ｃ線による第１実施例のステータ冷却構造の冷媒往路及び冷媒復路を示す断面図である。
【図１４】図１０Ｄ−Ｄ線による第１実施例のステータ冷却構造で冷媒Ｕターン蓋部材が塞がれるステータ背面側端部を示す図である。
【図１５】第１実施例のステータ冷却構造の冷媒分配蓋部材における冷媒の流れを示す作用説明図である。
【図１６】第２実施例のステータ冷却構造で冷媒Ｕターン蓋部材が塞がれるステータ背面側端部を示す図である。
【図１７】第２実施例のステータ冷却構造で冷媒Ｕターン蓋部材の部分を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
Ｍ 複軸多層モータ
Ｓ ステータ
ＩＲ インナーロータ
ＯＲ アウターロータ
４１ ステータピース積層体
４２ コイル（多相コイル）
４３ 冷媒路
４４ インナー側ボルト・ナット
４５ アウター側ボルト・ナット
４６ 樹脂モールド部
４６ａ 樹脂モールド面
４６ｂ 連通凹部
４７ 正面側エンドプレート（正面側ブラケット部材）
４７ａ 軸方向突出部（金属製リング）
４８ ステータシャフト
５６ スナップリング
５７ スナップリング溝
５８ 内側シール材
５９ 外側シール材
６５ 環状金属製リング（金属製リング）
７１ 背面側ブラケット（背面側ブラケット部材）
７１ａ 軸方向突出部（金属製リング）
９０ 冷媒導入路
９１ 冷媒分配蓋部材（正面側冷媒蓋部材）
９１ａ 往路
９１ｂ 復路
９１ｃ 仕切壁（冷媒路分配構造）
９１ｄ 開始部
９１ｅ 終端部
９２ 冷媒分配板部材
９２ａ 往路用分配穴
９２ｂ 復路用分配穴
９３ 冷媒往路
９４ 冷媒復路
９５ 冷媒Ｕターン蓋部材（背面側冷媒蓋部材）
９５ａ 連通凹部
９５ｂ 仕切壁（冷媒路分配構造）
９６ 冷媒排出路
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハイブリッド駆動ユニット等に適用される複軸多層モータのステータ構造の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の複軸多層モータのステータは、複数のステータピース積層体の両側部に正面側ブラケット及び背面側ブラケットを配置することでステータ骨格構造体とし、このステータ骨格構造体の空間部を樹脂モールド部により埋めることで製造される。そして、両ブラケットを挟持しながらケースに固定するボルトの外周部を軸方向の冷媒路としている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−１４０８６号公報（図６）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の複軸多層モータにあっては、ステータピース積層体の両側部に配置された正面側ブラケットに、冷媒路分配構造であるＵターン路を形成し、背面側ブラケットに冷媒路分配構造である放射状流路を形成するものであるため、両ブラケットの加工に多大な工数を要するという問題点があった。
【０００５】
本発明は、上記問題点に着目してなされたもので、正面側冷媒蓋部材及び背面側冷媒蓋部材に冷媒路分配機能を持たせ、かつ、両蓋部材を金属製リングに固定されたスナップリングを用いて取り付けることで、ステータの冷媒路を簡便に形成することができると共に、スナップリング溝加工の容易性、並びに、スナップリング溝強度を確保することができる複軸多層モータのステータ構造を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明では、ステータを挟んで同心円状にインナーロータとアウターロータとを配置し、前記ステータは、ステータピース積層体と、樹脂モールド部と、冷媒路と、を有する複軸多層モータにおいて、
前記冷媒路の両端位置に、内面に冷媒路分配構造を有する正面側冷媒蓋部材及び背面側冷媒蓋部材を、それぞれスナップリングを用いて取り付け、かつ、前記スナップリングを嵌合するスナップリング溝を、前記樹脂モールド部に埋め込んだ金属製リングに形成した。
【０００７】
ここで、「冷媒路分配構造」とは、ステータを冷却する冷媒の流れ路を所定の流れに分配規定するための構造で、例えば、冷媒の往路と復路を仕切る仕切壁や冷媒のＵターン路を仕切る仕切壁等をいう。
【０００８】
「金属製リング」は、専用部材を樹脂モールド部に埋め込んだものでも良いし、また、ステータピース積層体を両側部から挟持する正面側ブラケット部材及び背面側ブラケット部材を利用しても良い。さらに、スナップリングを嵌合するスナップリング溝を形成する溝部分が、円周上に連続したものでも良いし、また、円周上に断続して配列したものでも良い。
【０００９】
【発明の効果】
よって、本発明の複軸多層モータのステータ構造にあっては、正面側冷媒蓋部材及び背面側冷媒蓋部材に冷媒路分配機能を持たせ、かつ、両蓋部材を金属製リングに固定されたスナップリングを用いて取り付けるようにしたため、ブラケットに冷媒路分配構造を形成する場合に比べ、ステータの冷媒路を簡便に形成することができると共に、スナップリング溝を樹脂モールド部に形成する場合に比べ、スナップリング溝加工の容易性、並びに、スナップリング溝強度を確保することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の複軸多層モータのステータ構造を実現する実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１１】
（第１実施例）
まず、構成を説明する。
【００１２】
［ハイブリッド駆動ユニットの全体構成］
図１は第１実施例の複軸多層モータが適用されたハイブリッド駆動ユニットの全体図であり、図１において、Ｅはエンジン、Ｍは複軸多層モータ、Ｇはラビニョウ型複合遊星歯車列、Ｄは駆動出力機構、１はモータカバー、２はモータケース、３はギヤハウジング、４はフロントカバーである。
【００１３】
前記エンジンＥは、ハイブリッド駆動ユニットの主動力源であり、エンジン出力軸５とラビニョウ型複合遊星歯車列Ｇの第２リングギヤＲ２とは、回転変動吸収ダンパー６及び多板クラッチ７を介して連結されている。
【００１４】
前記複軸多層モータＭは、外観的には１つのモータであるが２つのモータジェネレータ機能を有する副動力源である。この複軸多層モータＭは、前記モータケース２に固定され、コイルを巻いた固定電機子としてのステータＳと、前記ステータＳの内側に配置し、永久磁石を埋設したインナーロータＩＲと、前記ステータＳの外側に配置し、永久磁石を埋設したアウターロータＯＲと、を同軸上に三層配置することで構成されている。前記インナーロータＩＲに固定の第１モータ中空軸８は、ラビニョウ型複合遊星歯車列Ｇの第１サンギヤＳ１に連結され、前記アウターロータＯＲに固定の第２モータ軸９は、ラビニョウ型複合遊星歯車列Ｇの第２サンギヤＳ２に連結されている。
【００１５】
前記ラビニョウ型複合遊星歯車列Ｇは、二つのモータ回転数を制御することにより無段階に変速比を変える無段変速機能を有する遊星歯車機構である。このラビニョウ型複合遊星歯車列Ｇは、互いに噛み合う第１ピニオンＰ１と第２ピニオンＰ２を支持する共通キャリヤＣと、第１ピニオンＰ１に噛み合う第１サンギヤＳ１と、第２ピニオンＰ２に噛み合う第２サンギヤＳ２と、第１ピニオンＰ１に噛み合う第１リングギヤＲ１と、第２ピニオンＰ２に噛み合う第２リングギヤＲ２との５つの回転要素を有して構成されている。前記第１リングギヤＲ１とギヤハウジング３との間には多板ブレーキ１０が介装されている。前記共通キャリヤＣには、出力ギヤ１１が連結されている。
【００１６】
前記駆動出力機構Ｄは、出力ギヤ１１と、第１カウンターギヤ１２と、第２カウンターギヤ１３と、ドライブギヤ１４と、ディファレンシャル１５と、ドライブシャフト１６Ｌ，１６Ｒにより構成されている。そして、出力ギヤ１１からの出力回転及び出力トルクは、第１カウンターギヤ１２→第２カウンターギヤ１３→ドライブギヤ１４→ディファレンシャル１５を経過し、ドライブシャフト１６Ｌ，１６Ｒから図外の駆動輪へ伝達される。
【００１７】
すなわち、ハイブリッド駆動ユニットは、前記第２リングギヤＲ２とエンジン出力軸５を連結し、前記第１サンギヤＳ１と第１モータ中空軸８とを連結し、前記第２サンギヤＳ２と第２モータ軸９とを連結し、前記共通キャリヤＣに出力ギヤ１１を連結することにより構成されている。
【００１８】
［複軸多層モータの構成］
図２は第１実施例のステータ構造が適用された複軸多層モータＭを示す縦断側面図、図３は第１実施例のステータ構造が適用された複軸多層モータＭを示す一部縦断正面図、図４は第１実施例のステータを背面側から視た図、図５は複軸多層モータＭのステータコイルに印加される複合電流の一例を示す説明図である。
【００１９】
図２において、１はモータカバー、２はモータケースであり、これらに囲まれたモータ室１７内にインナーロータＩＲとステータＳとアウターロータＯＲとにより構成された複軸多層モータＭが配置されている。
【００２０】
前記インナーロータＩＲは、その内筒面が第１モータ中空軸８の段差軸端部に対して圧入（或いは焼きばめ）により固定されている。このインナーロータＩＲには、図３に示すように、ロータベース２０に対し磁束形成を考慮した配置によるインナーロータマグネット２１（永久磁石）が軸方向に１２本埋設されている。但し、２本が対となってＶ字配置されて同じ極性を示し、３極対としてある。
【００２１】
前記ステータＳは、ステータピース４０を積層したステータピース積層体４１とコイル４２とステータ冷却用の冷媒路４３とインナー側ボルト・ナット４４とアウター側ボルト・ナット４５と樹脂モールド部４６とを有して構成されている。そして、ステータＳの正面側端部が、正面側エンドプレート４７とステータシャフト４８とを介してモータケース２に固定されている。
【００２２】
前記コイル４２は、コイル数が１８で、図４に示すように、６相コイルを３回繰り返しながら円周上に配置される。
【００２３】
そして、前記６相コイル４２に対しては、図外のインバータから給電接続端子５０とバスバー径方向積層体５１と給電コネクタ５２とバスバー軸方向積層体５３を介して複合電流が印加される（図５参照）。この複合電流は、アウターロータＯＲとインナーロータＩＲを駆動させるための３相交流と６相交流を複合させたものである。
【００２４】
前記アウターロータＯＲは、その外筒面がアウターロータケース６２に対してロー付け、或いは、接着により固定されている。そして、アウターロータケース６２の正面側には正面側連結ケース６３が固定され、背面側には背面側連結ケース６４が固定されている。そして、この背面側連結ケース６４に第２モータ軸９がスプライン結合されている。このアウターロータＯＲには、図３に示すように、ロータベース６０に対し磁束形成を考慮した配置によるアウターロータマグネット６１（永久磁石）が、両端位置に空間を介して軸方向に１２本埋設されている。このアウターロータマグネット６１は、インナーロータマグネット２１と異なり、１本づつ極性が違い、６極対をなしている。
【００２５】
図２において、８０，８１はアウターロータ６をモータケース２及びモータカバー１に支持する一対のアウターロータ支持ベアリングである。８２はインナーロータＩＲをモータケース２に支持するインナーロータ支持ベアリング、８３はアウターロータＯＲに対しステータＳを支持するステータ支持ベアリング、８４は第１モータ中空軸８と第２モータ軸９との間に介装される中間ベアリングである。
【００２６】
また、図２において、８５はインナーロータＩＲの回転位置を検出するインナーロータレゾルバ、８６はアウターロータＯＲの回転位置を検出するアウターロータレゾルバである。
【００２７】
［遊星歯車機構の構成］
図６はハイブリッド駆動ユニットのラビニョウ型複合遊星歯車列Ｇを示す縦断面図である。図６において、２はモータケース、３はギヤハウジング、４はフロントカバーであり、これらに囲まれたギヤ室３０内にラビニョウ型複合遊星歯車列Ｇ及び駆動出力機構Ｄが配置されている。
【００２８】
前記ラビニョウ型複合遊星歯車列Ｇの第２リングギヤＲ２には、回転変動吸収フライホイールダンパー６と変速機入力軸３１とクラッチドラム３２とを介し、多板クラッチ７の締結時にエンジンＥからの回転駆動トルクが入力される。
【００２９】
前記ラビニョウ型複合遊星歯車列Ｇの第１サンギヤＳ１には、第１モータ中空軸８がスプライン結合され、決められたモータ動作点にしたがって、複軸多層モータＭのインナーロータＩＲから第１トルクと第１回転数が入力される。
【００３０】
前記ラビニョウ型複合遊星歯車列Ｇの第２サンギヤＳ２には、第２モータ軸９がスプライン結合され、決められたモータ動作点にしたがって、複軸多層モータＭのアウターロータＯＲから第２トルクと第２回転数が入力される。
【００３１】
前記ラビニョウ型複合遊星歯車列Ｇの第１リングギヤＲ１と、ギヤハウジング３との間には多板ブレーキ１０が設けられ、発進時等において多板ブレーキ１０が締結された時には、第１リングギヤＲ１が停止する。
【００３２】
前記ラビニョウ型複合遊星歯車列Ｇの共通キャリヤＣには、ステータシャフト４８に対しベアリングを介して回転可能に支持された出力ギヤ１１がスプライン結合されている。
【００３３】
前記駆動出力機構Ｄは、前記出力ギヤ１１と噛み合う第１カウンターギヤ１２と、この第１カウンターギヤ１２のシャフト部に設けられた第２カウンターギヤ１３と、第２カウンターギヤ１３と噛み合うドライブギヤ１４とを有する。そして、第２カウンターギヤ１３とドライブギヤ１４の歯数比により、終減速比が決められる。
【００３４】
前記多板クラッチ７のクラッチピストン３３には、フロントカバー４に形成されたクラッチ圧油路３４により締結圧が供給される。また、前記多板ブレーキ１０のブレーキピストン３５には、フロントカバー４に形成されたブレーキ圧油路３６により締結圧が供給される。前記クラッチピストン３３と前記ブレーキピストン３５は、フロントカバー４の内側で、内周位置にクラッチピストン３３が配置され、その外周位置にブレーキピストン３５が配置される。
【００３５】
また、前記変速機入力軸３１には、軸心油路３７が形成されていて、この軸心油路３７には、フロントカバー４に形成された潤滑油路３８を介して潤滑油が供給される。
【００３６】
［ステータ構造］
図７は第１実施例の複軸多層モータＭのステータＳを示す縦断面図、図８は第１実施例のステータＳの冷媒分配蓋部材及び冷媒Ｕターン蓋部材を示す拡大断面図、図９は第１実施例のステータＳの骨格構造体を示す断面図である。
【００３７】
前記ステータピース積層体４１は、複数のステータピース４０が軸方向に積層され、その外周に、平型銅線によるコイル４２が軸方向に往復するように巻かれことで構成される。このコイル４２を巻き付けたステータピース積層体４１は、モータ回転軸を中心とする円周に等ピッチで配列される。
【００３８】
正面側ブラケット７０と背面側ブラケット７１は、前記コイル４２が巻かれた複数のステータピース積層体４１を、モータ回転軸を中心とする円周上に等間隔で配列し、その軸方向両端位置に設置される。なお、ステータピース積層体４１と両ブラケット７０，７１とは、位置決めピン５５により位置決めされる。
【００３９】
正面側エンドプレート４７と背面側エンドプレート４９は、両ブラケット７０，７１の外側に配置される。なお、正面側エンドプレート４７には、ステータシャフト４８が溶接により固定されている。
【００４０】
前記インナー側ボルト・ナット４４とアウター側ボルト・ナット４５は、ステータピース積層体４１と、両ブラケット７０，７１と、両エンドプレート４７，４９とを挿通し、ナットを回して締め上げ、この締め上げで発生する摩擦力により全体を固定し、図９に示すように、ステータＳの骨格構造体を構成する。
【００４１】
前記ステータ冷却パイプ７２は、周方向に隣接するコイル付きステータピース積層体４１の間の位置に配置し、両端部が前記正面側ブラケット７０と背面側ブラケット７１に対し支持される。
【００４２】
前記樹脂モールド部４６は、ステータ全体形状に合致する凹型を有する型枠内に、ステータ冷却パイプ３２を支持した骨格構造体を入れ、溶融樹脂を流し込み、溶融樹脂を空間部分に充填することで成形される。
【００４３】
前記ステータピース積層体４１のコイル発熱を冷却するステータ冷却用の冷媒路４３の両端位置に、内面に仕切壁９１ｃ（冷媒路分配構造）を有する冷媒分配蓋部材９１（正面側冷媒蓋部材）、及び、内面に仕切壁９５ｂ（冷媒路分配構造）を有する冷媒Ｕターン蓋部材９５（背面側冷媒蓋部材）を、それぞれスナップリング５６，５６を用いて取り付けている。
【００４４】
前記スナップリング５６，５６を嵌合するスナップリング溝５７，５７を、前記樹脂モールド部４６に埋め込んだ正面側エンドプレート４７及び背面側ブラケット７１の軸方向突出部４７ａ，７１ａ（金属製リング）に形成している。つまり、スナップリング溝５７，５７を形成する金属製リングを軸方向突出部４７ａ，７１ａとすることで、樹脂モールドを行う前に組み立てられるステータＳの骨格構造体のうち、前記複数のステータピース積層体４１を両側部から挟持する正面側エンドプレート４７（正面側ブラケット部材）及び背面側ブラケット７１（背面側ブラケット部材）を利用したものとしている。
【００４５】
前記軸方向突出部４７ａ，７１ａは、円周上に断続して配列し（図１４及び図１５参照）、この部分にスナップリング５６，５６を嵌合するスナップリング溝５７，５７を形成している。
【００４６】
前記スナップリング５６，５６により取り付けられる冷媒分配蓋部材９１及び冷媒Ｕターン蓋部材９５には、それぞれ環状の内側シール材５８と外側シール材５９を設けている。そして、前記内側シール材５８及び外側シール材５９とが接触するシール面を、図８に示すように、軸方向突出部４７ａ，７１ａに被覆された樹脂モールド面４６ａとしている。
【００４７】
［ステータ冷却構造］
図１０は第１実施例のステータ構造及び冷媒の流れを示す断面図、図１１は図１０Ａ−Ａ線による第１実施例のステータ構造の冷媒分配蓋部材を示す断面図、図１２は図１０Ｂ−Ｂ線による第１実施例のステータ構造の冷媒分配板部材を示す図、図１３は図１０Ｃ−Ｃ線による第１実施例のステータ構造の冷媒往路及び冷媒復路を示す断面図、図１４は図１０Ｄ−Ｄ線による第１実施例のステータ構造で冷媒Ｕターン蓋部材により塞がれるステータ背面端部を示す図である。
【００４８】
前記冷媒路４３は、冷媒導入路９０と、冷媒分配蓋部材９１と、冷媒分配板部材９２と、冷媒往路９３と、冷媒復路９４と、冷媒Ｕターン蓋部材９５と、冷媒排出路９６と、を備えた構成としている。
【００４９】
前記冷媒導入路９０は、図１０（イ）に示すように、樹脂モールド部４６に形成され、冷媒を外部からステータ端部の冷媒導入口へ導く。
【００５０】
前記冷媒分配蓋部材９１は、図１１に示すように、形状がドーナツ状であり、周方向に往路９１ａと復路９１ｂの仕切壁９１ｃを内面に設け、前記冷媒導入路９０から往路９１ａの開始部９１ｄに冷媒を導く。
【００５１】
前記冷媒分配板部材９２は、図１２に示すように、前記往路９１ａの部分に連通する往路用分配穴９２ａと、前記復路９１ｂの部分に連通する復路用分配穴９２ｂとを、周方向に隣接する位置に開口している。
【００５２】
前記冷媒往路９３は、図１３に示すように、前記ステータＳの樹脂モールド部４６に軸方向に貫通して形成され、一端が前記往路用分配穴９２ａに連通する。
【００５３】
前記冷媒復路９４は、図１３に示すように、前記ステータＳの樹脂モールド部４６に軸方向に貫通して形成され、一端が前記復路用分配穴９２ｂに連通する。
【００５４】
前記冷媒Ｕターン蓋部材９５は、一対の冷媒往路９３と冷媒復路９４に対応する連通凹部９５ａと、一対の冷媒往路９３と冷媒復路９４に対応する仕切壁９５ｂとが内面に形成され、図１４に示すステータＳの背面側端部をこの冷媒Ｕターン蓋部材９５により塞ぐことで、周方向に隣り合う設定とされた冷媒往路９３と冷媒復路９４の両他端を連通する。なお、図１４において、４６ｂは樹脂モールド部４６に形成された連通凹部である。
【００５５】
前記冷媒排出路９６は、図１０（ロ）に示すように、前記冷媒復路９４と冷媒分配板部材９２の復路用分配穴９２ｂを経過し、冷媒分配蓋部材９１の復路９１ｂの終端部９１ｅから冷媒を排出する。
【００５６】
前記冷媒往路９３と冷媒復路９４は、図１３に示すように、周方向に隣接する各コイル４２間に配置している。なお、往復の組みとなっている冷媒路は、○の中の数字が同じで、「’」の付いていない数字は冷媒往路９３に対応し、「’」の付いている数字は冷媒復路９４に対応している。
【００５７】
前記冷媒分配蓋部材９１の仕切壁９１ｃは、円周方向の往路断面積を冷媒導入路９０に近い部分から遠い部分まで一定断面積に保ち、円周方向の復路断面積を冷媒排出路９６に近い部分から遠い部分まで一定断面積に保つ環状仕切壁としている。
【００５８】
次に、作用を説明する。
【００５９】
［複軸多層モータの基本機能］
２ロータ・１ステータで、アウターロータ磁力線とインナーロータ磁力線との２つの磁力線が作られる複軸多層モータＭを採用したことで、コイル４２及び図外のコイルインバータを２つのインナーロータＩＲとアウターロータＯＲに対し共用できる。そして、インナーロータＩＲに対する電流とアウターロータＯＲに対する電流を重ね合わせた複合電流を１つのコイル４２に印加することにより、２つのロータＩＲ，ＯＲをそれぞれ独立に制御することができる。つまり、外観的には、１つの複軸多層モータＭであるが、モータ機能とジェネレータ機能の異種または同種の機能を組み合わせたものとして使える。
【００６０】
よって、例えば、ロータとステータを持つモータと、ロータとステータを持つジェネレータの２つのものを設ける場合に比べて大幅にコンパクトになり、スペース・コスト・重量の面で有利であると共に、コイル共用化により電流による損失（銅損，スイッチングロス）を低減することができる。
【００６１】
また、複合電流制御のみで（モータ＋ジェネレータ）の使い方に限らず、（モータ＋モータ）や（ジェネレータ＋ジェネレータ）の使い方も可能であるというように、高い選択自由度を持ち、例えば、第１実施例のように、ハイブリッド車の駆動源に採用した場合、これら多数の選択肢の中から車両状態に応じて最も効果的或いは効率的な組み合わせを選択することができる。
【００６２】
［ステータ冷却作用］
複軸多層モータＭの駆動時、コイル４２に大電流を流すと、コイル４２は発熱する。この熱は電気効率や機械効率を悪化させる原因となる。また、複軸多層モータＭでは、発熱体であるコイル４２は、モータ回転軸を中心とする円周に等ピッチでステータＳ内に配列される。よって、その熱を取り除くためにステータＳの周方向において偏りなく冷却する必要がある。
【００６３】
第１実施例のステータ構造によるステータ冷却作用を、図１０及び図１５を用いて説明する。
【００６４】
外部からモータケース２に形成された冷媒導入路７４を経過した冷媒は、往路では、図１０（イ）に示すように、冷媒導入路９０→冷媒分配蓋部材９１の往路９１ａ→冷媒分配板部材９２の往路用分配穴９２ａ→冷媒往路９３→冷媒Ｕターン蓋部材９５の連通凹部９５ａへと流れる。
【００６５】
そして、復路では、図１０（ロ）に示すように、冷媒Ｕターン蓋部材９５の連通凹部９５ａから、冷媒復路９４→冷媒分配板部材９２の復路用分配穴９２ｂ→冷媒分配蓋部材９１の復路９１ｂ→冷媒排出路９６へと流れ、冷媒排出路９６からモータケース２に形成された冷媒排出路７４’を経過して外部に排出される。
【００６６】
この冷媒の流れにおいて、冷媒往路９３と冷媒復路９４との組みが周方向に隣り合うと共に、冷媒分配蓋部材９１に往路９１ａと復路９１ｂを仕切る周方向の仕切壁９１ｃを設けた。
【００６７】
このため、例えば、図１５において、往路▲１▼で復路▲１▼’の組みのように、冷媒分配板部材９２の往路用分配穴９２ａと冷媒導入路９０との流路長が短ければ、冷媒分配板部材９２の復路用分配穴９２ｂと冷媒排出路９６との流路長が長くなり、逆に、往路▲９▼で復路▲９▼’の組みのように、冷媒分配板部材９２の往路用分配穴９２ａと冷媒導入路９０との流路長が長ければ、冷媒分配板部材９２の復路用分配穴９２ｂと冷媒排出路９６との流路長が短くなる。
【００６８】
このように、冷媒分配蓋部材９１の往路９１ａと復路９１ｂを通過するための冷媒の合計流路長がほぼ同じ長さ（冷媒分配蓋部材９１の１周弱）となるため、同一路長の往復路とＵターン路を含め、分配された▲１▼，▲１▼’の組み〜▲９▼，▲９▼’の組みにより表される各冷媒路４３（冷媒導入路９０から冷媒排出路９６まで）の路長は、ほぼ同じ長さで各冷媒路４３による冷却効果がほぼ均一となり、ステータＳの冷却偏りを緩和することができる。
【００６９】
［蓋部材の支持作用及びシール作用］
ステータピース積層体４１のコイル発熱を冷却するステータ冷却用の冷媒路４３の両端位置には、冷媒分配蓋部材９１及び冷媒Ｕターン蓋部材９５が、それぞれスナップリング５６，５６を用いて取り付けられている。
【００７０】
例えば、前記スナップリング５６，５６を嵌合するスナップリング溝を、樹脂モールド部に形成した場合には、スナップリング溝の溝強度が低く、内側から冷媒圧を受ける両蓋部材９１，９５の支持強度が十分確保されないという懸念があるし、また、樹脂モールド部への溝加工時に切削抵抗により樹脂モールド部が破損することがあるという懸念がある。
【００７１】
これに対し、スナップリング５６，５６を嵌合するスナップリング溝５７，５７を、樹脂モールド部４６に埋め込んだ正面側エンドプレート４７及び背面側ブラケット７１の軸方向突出部４７ａ，７１ａに形成したため、スナップリング溝の溝強度が高く、内側から冷媒圧を受ける両蓋部材９１，９５の支持強度が十分確保されるし、また、軸方向突出部４７ａ，７１ａへの溝加工時に切削抵抗等により軸方向突出部４７ａ，７１ａが破損することも確実に防止できる。
【００７２】
また、スナップリング５６，５６により取り付けられる冷媒分配蓋部材９１及び冷媒Ｕターン蓋部材９５には、それぞれ環状の内側シール材５８と外側シール材５９を設け、両シール材５８，５９により冷媒の漏れを防ぐシール性を確保するようにしている。
【００７３】
そこで、例えば、内側シール材５８及び外側シール材５９とが接触するシール面を、軸方向突出部４７ａ，７１ａによる金属面とした場合には、シール性を確保するためにシール部分の金属表面精度を上げるべく表面加工を要することになる。
【００７４】
これに対し、内側シール材５８及び外側シール材５９とが接触するシール面を、軸方向突出部４７ａ，７１ａに被覆された樹脂モールド面４６ａとすることで樹脂成型型により高い寸法精度が得られる為、シール性を確保するための表面加工を不要としながら、内側シール材５８及び外側シール材５９の弾性変形による樹脂モールド面４６ａとの密着性、すなわち、冷媒の漏れを防ぐ高いシール性を確保することができる。
【００７５】
次に、効果を説明する。
第１実施例の複軸多層モータのステータ構造にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００７６】
（１） ステータＳを挟んで同心円状にインナーロータＩＲとアウターロータＯＲとを配置し、前記ステータＳは、モータ回転軸を中心とする円周に等ピッチで配列したコイル４２を巻き付けたステータピース積層体４１と、該ステータピース積層体４１の周方向隣接空間を埋める樹脂モールド部４６と、該樹脂モールド部４６に設けられ、コイル発熱を冷却するステータ冷却用の冷媒路４３と、を有する複軸多層モータＭにおいて、冷媒路４３の両端位置に、内面に仕切壁９１ｃを有する冷媒分配蓋部材９１及び内面に仕切壁９５ｂを有する冷媒Ｕターン蓋部材９５を、それぞれスナップリング５６，５６を用いて取り付け、かつ、前記スナップリング５６，５６を嵌合するスナップリング溝５７，５７を、前記樹脂モールド部４６に埋め込んだ正面側エンドプレート４７及び背面側ブラケット７１の軸方向突出部４７ａ，７１ａに形成したため、ステータＳの冷媒路４３を簡便に形成することができると共に、スナップリング溝５７，５７の溝加工の容易性、並びに、スナップリング溝５７，５７の溝強度を確保することができる。
【００７７】
（２） スナップリング溝５７，５７を形成する金属製リングを、樹脂モールドを行う前に組み立てられるステータＳの骨格構造体のうち、複数のステータピース積層体４１を両側部から挟持する正面側エンドプレート４７及び背面側ブラケット７１の軸方向突出部４７ａ，７１ａとしたため、骨格構造体によりスナップリング溝５７，５７に加わる力を受けることになり、金属製リングを樹脂モールド部４６に埋め込んだ別部材とする場合に比べ、高いスナップリング溝５７，５７の溝強度を達成することができる。
【００７８】
（３） スナップリング５６，５６を嵌合するスナップリング溝５７，５７を形成する軸方向突出部４７ａ，７１ａを、円周上に断続して配列したため、軸方向突出部４７ａ，７１ａの途切れた部分を他の目的（例えば、冷媒導入や排出等）の空間として利用することができる。
【００７９】
（４） スナップリング５６，５６により取り付けられる冷媒分配蓋部材９１及び冷媒Ｕターン蓋部材９５には、それぞれ環状の内側シール材５８と外側シール材５９を設け、この内側シール材５８及び外側シール材５９とが接触するシール面を、軸方向突出部４７ａ，７１ａに被覆された樹脂モールド面４６ａとすることで樹脂成型型により冷媒のシールに必要な面粗度や寸法精度が確保される為、表面加工を要することなく、冷媒の漏れを防ぐ高いシール性を確保することができる。
【００８０】
（第２実施例）
この第２実施例は、図１６及び図１７に示すように、専用の環状金属製リング６５を樹脂モールド部４６に埋め込み、この環状金属製リング６５に、スナップリング５６，５６を嵌合するスナップリング溝５７，５７を形成し、該スナップリング溝５７，５７に嵌合するスナップリング５６，５６により冷媒分配蓋部材９１及び冷媒Ｕターン蓋部材９５を取り付けるようにした例である。
なお、他の構成は第１実施例と同様であるので、図示並びに説明を省略する。
【００８１】
よって、第２実施例の複軸多層モータのステータ構造にあっては、第１実施例の（１），（４）の効果を得ることができる。
【００８２】
以上、本発明の複軸多層モータのステータ構造を第１実施例及び第２実施例に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００８３】
例えば、第１実施例では、ハイブリッド駆動ユニットに適用される複軸多層モータの例を示したが、単独で設置される複軸多層モータや他のシステムに適用される複軸多層モータに対しても本発明のステータ構造を採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例のステータ構造を有する複軸多層モータが適用されたハイブリッド駆動ユニットを示す概略全体図である。
【図２】第１実施例のステータ構造が適用された複軸多層モータＭを示す縦断側面図である。
【図３】第１実施例のステータ構造が適用された複軸多層モータＭを示す一部縦断正面図である。
【図４】第１実施例のステータ構造が適用された複軸多層モータＭをステータの背面側から視た図である。
【図５】複軸多層モータのステータコイルに印加される複合電流の一例を示す説明図である。
【図６】第１実施例の複軸多層モータが適用されたハイブリッド駆動ユニットのラビニョウ型複合遊星歯車列Ｇおよび駆動出力機構Ｄを示す縦断側面図である。
【図７】第１実施例の複軸多層モータＭにおけるステータＳを示す縦断側面図である。
【図８】第１実施例の複軸多層モータＭにおけるステータＳの蓋部材部分を示す拡大断面図である。
【図９】第１実施例の複軸多層モータＭにおけるステータＳの骨格構造体を示す縦断側面図である。
【図１０】第１実施例のステータ冷却構造及び冷媒の流れを示す断面図である。
【図１１】図１０Ａ−Ａ線による第１実施例のステータ冷却構造の冷媒分配蓋部材を示す断面図である。
【図１２】図１０Ｂ−Ｂ線による第１実施例のステータ冷却構造の冷媒分配板部材を示す図である。
【図１３】図１０Ｃ−Ｃ線による第１実施例のステータ冷却構造の冷媒往路及び冷媒復路を示す断面図である。
【図１４】図１０Ｄ−Ｄ線による第１実施例のステータ冷却構造で冷媒Ｕターン蓋部材が塞がれるステータ背面側端部を示す図である。
【図１５】第１実施例のステータ冷却構造の冷媒分配蓋部材における冷媒の流れを示す作用説明図である。
【図１６】第２実施例のステータ冷却構造で冷媒Ｕターン蓋部材が塞がれるステータ背面側端部を示す図である。
【図１７】第２実施例のステータ冷却構造で冷媒Ｕターン蓋部材の部分を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
Ｍ 複軸多層モータ
Ｓ ステータ
ＩＲ インナーロータ
ＯＲ アウターロータ
４１ ステータピース積層体
４２ コイル（多相コイル）
４３ 冷媒路
４４ インナー側ボルト・ナット
４５ アウター側ボルト・ナット
４６ 樹脂モールド部
４６ａ 樹脂モールド面
４６ｂ 連通凹部
４７ 正面側エンドプレート（正面側ブラケット部材）
４７ａ 軸方向突出部（金属製リング）
４８ ステータシャフト
５６ スナップリング
５７ スナップリング溝
５８ 内側シール材
５９ 外側シール材
６５ 環状金属製リング（金属製リング）
７１ 背面側ブラケット（背面側ブラケット部材）
７１ａ 軸方向突出部（金属製リング）
９０ 冷媒導入路
９１ 冷媒分配蓋部材（正面側冷媒蓋部材）
９１ａ 往路
９１ｂ 復路
９１ｃ 仕切壁（冷媒路分配構造）
９１ｄ 開始部
９１ｅ 終端部
９２ 冷媒分配板部材
９２ａ 往路用分配穴
９２ｂ 復路用分配穴
９３ 冷媒往路
９４ 冷媒復路
９５ 冷媒Ｕターン蓋部材（背面側冷媒蓋部材）
９５ａ 連通凹部
９５ｂ 仕切壁（冷媒路分配構造）
９６ 冷媒排出路
Claims (4)
- ステータを挟んで同心円状にインナーロータとアウターロータとを配置し、
前記ステータは、モータ回転軸を中心とする円周に等ピッチで配列した多相コイルを巻き付けたステータピース積層体と、該ステータピース積層体の周方向隣接空間を埋める樹脂モールド部と、該樹脂モールド部に設けられ、コイル発熱を冷却する軸方向の冷媒路と、を有する複軸多層モータにおいて、
前記冷媒路の両端位置に、内面に冷媒路分配構造を有する正面側冷媒蓋部材及び背面側冷媒蓋部材を、それぞれスナップリングを用いて取り付け、かつ、前記スナップリングを嵌合するスナップリング溝を、前記樹脂モールド部に埋め込んだ金属製リングに形成したことを特徴とする複軸多層モータのステータ構造。 - 請求項１に記載された複軸多層モータのステータ構造において、
前記金属製リングは、樹脂モールドを行う前に組み立てられるステータ骨格構造体のうち、前記複数のステータピース積層体を両側部から挟持する正面側ブラケット部材及び背面側ブラケット部材であることを特徴とする複軸多層モータのステータ構造。 - 請求項１または２の何れか１項に記載された複軸多層モータのステータ構造において、
前記金属製リングは、スナップリングを嵌合するスナップリング溝を形成する溝部分を、円周上に断続して配列したことを特徴とする複軸多層モータのステータ構造。 - 請求項１ないし３の何れか１項に記載された複軸多層モータのステータ構造において、
前記スナップリングにより取り付けられる正面側冷媒蓋部材及び背面側冷媒蓋部材に、それぞれ環状の内側シール材と外側シール材を設け、
前記内側シール材及び外側シール材とが接触するシール面を、金属製リングに被覆された樹脂モールド面としたことを特徴とする複軸多層モータのステータ構造。
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