JP2015042117A - 回転電機の冷却構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ステータのコイルを低コストで冷却できる回転電機の冷却構造を提供する。
【解決手段】ステータ８０は、積層鋼板を積層して形成したコア体８４ａと、コア体の各端部の端面を覆う天壁８３ａ１、８３ｂ１を有する２個のインシュレータ８３ａ、８３ｂと、コア体に２個のインシュレータで絶縁して巻回されたコイル８５と、を有する複数のコア組立体８４が円環状に整列して形成され、２個のインシュレータのうち少なくとも１個のインシュレータの天壁のコア体の端面と対向する対向面には、エアギャップ８０ｘに開口しステータの内周面側と外周面側とを連通する冷却通路９５、９７が形成されている。
【選択図】図７

Description

本発明は、回転電機のステータのコイルの冷却構造に関する。

従来、回転電機のステータに巻回されるコイルの冷却構造として、例えば特許文献１に示す構造がある。特許文献１のコイルの冷却構造は、ステータおよびロータを収容するハウジングに通路を形成し、ハウジングの外側と内側を連通させるものである。これによって、ハウジングの外側に供給された冷却用の油をハウジングに形成された通路を介してハウジングの内側に導入し、コイル、およびコイルエンドに直接かけてコイルを冷却する。

特開２００６−６０４７号公報

しかしながら、特許文献１に示す構造では、ハウジングに別途通路を形成しオイルポンプで冷却用の油を供給しなければならずコストがアップしてしまう。また、ハウジングに油を供給するための配管が必要となり、これによってもコストがアップしてしまう。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、ステータのコイルを低コストで冷却できる回転電機の冷却構造を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、請求項１に係る回転電機の冷却構造では、油を貯留するケースと、前記ケースに収容されるステータと、前記ケースに軸承されるロータと、を備え、前記ロータの回転によって前記ケース内に貯留される前記油を掻上げて前記ロータと前記ステータとの対向面間のエアギャップに前記油を保持する回転電機の冷却構造であって、前記ステータは、積層鋼板を積層して形成したコア体と、当該コア体の各端部の端面を覆う天壁を有する２個のインシュレータと、前記コア体に前記２個のインシュレータで絶縁して巻回されたコイルと、を有する複数のコア組立体が円環状に整列して形成され、
前記２個のインシュレータのうち少なくとも１個のインシュレータの前記天壁の前記コア体の端面と対向する対向面には、前記エアギャップに開口し前記ステータの内周面側と外周面側とを連通する冷却通路が形成される。

このような構成によって、ロータとステータとの対向面間のエアギャップに保持された油を遠心力によってインシュレータの天壁のコア体の端面と対向する対向面に設けられた冷却通路に流し込み、その後ステータの外周面側に排出した後、ケース内の油の貯留場所に環流させるという油の流路を形成することができる。これにより、冷却通路を流動する油がインシュレータを介してコイルから熱を奪いコイルを好適に冷却することができる。また、このように簡易な冷却構造であるので低コストに対応できる。

請求項２に係る請求項１に記載の回転電機の冷却構造では、前記天壁の対向面には前記ステータの半径方向に延在して前記ステータの円周方向における前記コア体の端面の両端縁部にそれぞれ当接する１対の第一リブが形成され、前記１対の第一リブの間に前記冷却通路が形成される。
このように、第一リブを設けることによりインシュレータの天壁の対向面をコア体の端面に当接させインシュレータを位置決めできるとともに、天壁の強度を保持してコイルを良好に巻回することができる。また、このように第一リブを設けても、天壁の対向面には冷却通路が形成できる。

請求項３に係る請求項２に記載の回転電機の冷却構造では、前記天壁の対向面には前記１対の第一リブから分岐して前記コア体の端面に当接する第二リブが形成され、前記第二リブは、前記前記天壁の対向面を前記ステータの軸線を含む任意の仮想平面で切断したとき、何れの切断面においても少なくとも１個の前記第二リブが存在するよう形成される。
これにより、天壁の対向面に冷却通路を確保しつつ、さらに第二リブの作用によって天壁の強度、特にステータの軸線を含む任意の仮想平面での曲げ強度を向上させることができる。

本実施形態を適用するハイブリッド車両の部分的な模式図である。 図１に示す電動モータ付近の断面図である。 電動モータのステータを構成する分割コアの斜視図である。 図３の分割コアのＰ視図である。 コア体とインシュレータとの関係を説明する図である。 上方インシュレータの対向面を説明する図である。 図４におけるＡ−Ａ矢視断面図である。 冷却通路の別の態様を説明する図である。 変形例１の冷却通路およびリブを説明する図である。 変形例１の別の態様を説明する図である。

＜概要＞
本発明の実施形態は、乗用車、大型車両等のハイブリッド車両に適用したものである。図１は、ハイブリッド車両１０の部分的な模式図である。図１において、実線による矢印は、各装置間をつなぐ油圧配管を示しており、破線による矢印は、制御用の信号線を示している。図２は、電動モータ２０（本発明の回転電機に相当する）付近の断面図を示す。図２では、図の上方が車両搭載時における重力方向上方を示し、図の下方が重力方向下方を示している。また、図２では、図の左方がエンジン１４側を示し、図の右方が変速機４０側を示す。

＜ハイブリッド車両１０の説明＞
図１に示すように、ハイブリッド車両１０は、車両用駆動装置３０と、変速機４０（Ｔ／Ｍ）と、変速機４０から出力された回転駆動力によって駆動される後側の左右駆動輪１１、１２とを有している。左右駆動輪１１、１２と車両用駆動装置３０との間には、周知のディファレンシャル１３が介在されている。なお、本実施形態のハイブリッド車両１０は、後側の左右駆動輪１１、１２を駆動する後輪駆動車である。しかし、これに限定されるものではなく、適用車両は、前輪駆動車でもよいし、４輪駆動車でもよい。

図１に示すように、車両用駆動装置３０は、エンジン１４（ＥＧ）と、クラッチ装置１５と、クラッチ作動機構２６と、電動モータ２０と、制御装置５０（ＥＣＵ）とを有する。

図１の破線矢印に示すように、制御装置５０は、エンジン１４と、電動モータ２０と、変速機４０と、制御弁７０と、オイルポンプ７８とを制御する。制御弁７０およびオイルポンプ７８は、クラッチ作動機構２６の一部を構成している。電動モータ２０は、車両の減速時等に電力の回生を行う発電機としても機能できる。オイルポンプ７８は、電動式であるため、エンジン１４が駆動していなくても作動油を供給するポンプ作用が発揮できる。図１において、実線の矢印はオイルポンプ７８に接続される油圧通路を示し、破線は前述したように制御装置５０に接続される信号線を示す。

図１示すように、エンジン１４は、エンジン１４により回転軸線Ｌ１（図２参照）回りで回転される出力軸１４ａを有している。そして、出力軸１４ａには、図略のフライホイールが連結されている。図１および図２に示すように、変速機４０に設けられたトルクコンバータ４１は、エンジン１４の出力軸１４ａの駆動力により回転される入力軸４２を有している。入力軸４２は、変速機４０の図略の変速ギヤ機構およびディファレンシャル１３（図１参照）を介して左右駆動輪１１、１２に連結され、エンジン１４の回転駆動力を左右駆動輪１１、１２に伝達して回転させる。なお、本実施形態においては、変速機４０は、トルクコンバータ４１を有した周知の自動変速機（ＡＴ）である。しかし、これに限らず、変速機は、マニュアルトランスミッション（ＭＴ）の変速機構を自動化したＡＭＴ（オートメイテッド マニュアル トランスミッション）でもよい。また、その他の変速機でもよい。

＜クラッチ装置１５について＞
図２に基づきクラッチ装置１５について説明する。クラッチ装置１５は、湿式多板クラッチにより構成されており、入力軸２１と、クラッチドラム２２（シリンダ部材５１および出力軸５２によって構成される）と、摩擦プレート２３と、セパレートプレート２４とを有する。摩擦プレート２３は、入力軸２１に保持されている。セパレートプレート２４は、クラッチドラム２２に保持されている。摩擦プレート２３およびセパレートプレート２４は、対面しつつ交互に配置されており、互いに圧着させることで係合し接続状態とすることができ、且つ、互いに離間させることで係合解除し遮断状態とすることができる。

摩擦プレート２３、セパレートプレート２４、入力軸２１、クラッチドラム２２のそれぞれは、回転軸線Ｌ１回りを１周して形成され、回転軸線Ｌ１と同軸に配置されている。入力軸２１は、図略のフライホイールにダンパ（図略）を介して連結されている。エンジン１４が始動すると、出力軸１４ａ、フライホイール、ダンパ、入力軸２１および摩擦プレート２３は、回転軸線Ｌ１回りで一体回転する。

図２に示すように、入力軸２１は、軸部２１１と、延設部２１２と、保持部２１３とを有する。軸部２１１は、エンジン１４の出力軸１４ａと同軸に配置されている。延設部２１２は、軸部２１１のうち変速機４０側の軸端から径外方向に向って延設され、回転軸線Ｌ１を１周するリング状に形成されている。保持部２１３は、摩擦プレート２３を保持するとともに、回転軸線Ｌ１に沿ってリング状に形成されている。保持部２１３の外周部には、複数の摩擦プレート２３が、相対回転を規制され回転軸線Ｌ１に沿って相対移動可能に嵌合されている。

図２に示すように、クラッチドラム２２は、筒状の固定筒部２２０と、第１延設部２２１と、内筒部２２２と、第２延設部２２３と、外筒部２２４と、を有する。固定筒部２２０は、変速機４０の入力軸４２の外周部にスプライン嵌合され、入力軸４２と一体回転する。第１延設部２２１は、固定筒部２２０のうち、エンジン１４側の端から径外方向に延設され形成されている。本実施形態においては、固定筒部２２０および第１延設部２２１によって出力軸５２が構成されている。

内筒部２２２は、第１延設部２２１の外周端から回転軸線Ｌ１に沿って形成され、第２延設部２２３は、内筒部２２２のうち変速機４０側の端から径外方向に沿って延設され形成されている。また、外筒部２２４は、第２延設部２２３の外周端から回転軸線Ｌ１に沿ってクラッチ装置１５に向けて延設され形成されている。本実施形態においては、内筒部２２２、第２延設部２２３および外筒部２２４によってシリンダ部材５１が構成されている。シリンダ部材５１は、出力軸５２に、一体的に設けられている。

外筒部２２４の先端内径部には、複数のセパレートプレート２４が相対回転を規制され、回転軸線Ｌ１に沿って相対移動可能に嵌合されている。シリンダ部材５１を構成する内筒部２２２、第２延設部２２３および外筒部２２４は、内部空間でドラム室２３０を形成する。

クラッチドラム２２を構成する固定筒部２２０、内筒部２２２、外筒部２２４、ドラム室２３０は、回転軸線Ｌ１回りを１周するように形成されている。ピストン部材３２は、ピストンストッパ２２９に当たるまで、ドラム室２３０内で、シリンダ部材５１の内筒部２２２と外筒部２２４との間に、回転軸線Ｌ１方向に移動（摺動）可能に嵌合して設けられている。このように、ピストン部材３２は、ドラム室２３０を油圧室３４と油圧室３４の反対側に配置されるバネ室３８とに区画し形成している。

ピストン部材３２は、ピストンストッパ２２９側の反対側に向って押圧部３２ａが突設されている。押圧部３２ａは、ピストン部材３２が、押圧部３２ａの突設方向に向って移動されると摩擦プレート２３およびセパレートプレート２４を押圧し係合させる。

図２に示すように、ピストン部材３２の内周面３２ｃには環状溝が刻設されており、環状溝には例えばゴム製のオイルシール３７が嵌入され、シリンダ部材５１の内筒部２２２との間を液密にシールしている。バネ室３８には、弾性部材３３が配置され、ピストン部材３２を回転軸線Ｌ１方向で、かつクラッチ装置１５に向って付勢し移動させる。弾性部材３３は、本実施形態においては、圧縮コイルバネである。ただし、これに限定されるものではなく、弾性部材３３は、ゴムによって形成した弾性体や金属製の板ばね等、ピストン部材３２を所定の付勢力で付勢することができれば、どのようなものでもよい。

このように、クラッチ装置１５は、ノーマルクローズタイプのクラッチ装置である。つまり、クラッチ装置１５は、エンジン１４の駆動力を変速機４０に伝達させる通常の状態では、弾性部材３３の付勢力のみによって、ピストン部材３２をクラッチ装置１５方向に付勢して押圧し、摩擦プレート２３およびセパレートプレート２４を係合させ接続状態としている。

＜クラッチ作動機構２６について＞
次に、クラッチ装置１５を作動させるためのクラッチ作動機構２６について説明する。図１、図２に示すように、クラッチ作動機構２６は、シリンダ部材５１（内筒部２２２、第２延設部２２３および外筒部２２４）、固定プレート３１、ピストン部材３２、弾性部材３３、油圧室３４、油圧室３４が有する油路３５、バネ室３８、制御弁７０およびオイルポンプ７８等を有している。なお、上記において詳細に説明した構成については説明を簡略、または省略する。

円板状に形成されたシリンダ部材５１の一部を構成する固定プレート３１は、シリンダ部材５１の内筒部２２２とピストン部材３２の押圧部３２ａとの間に外周面３１ａおよび内周面３１ｂが嵌合されている。そして、固定プレート３１は、内筒部２２２の外周側の止め溝に嵌入されたＣリング状の止め部材３１ｘによって回転軸線Ｌ１方向の移動が規制されている。固定プレート３１の外周面３１ａおよび内周面３１ｂには、それぞれ環状溝が刻設されている。各環状溝には例えばゴム製のオイルシール４３、４４が嵌入され、ピストン部材３２の押圧部３２ａおよび内筒部２２２との間を液密にシールしている。固定プレート３１、内筒部２２２およびピストン部材３２により、油圧室３４が形成されている。つまり、油圧室３４は、固定プレート３１のうちクラッチ装置１５に対して反対側（背面側）の表面３１０と、ピストン部材３２のうちクラッチ装置１５側の加圧面３２５との間に形成され、油圧室３４に連通する油路３５を有する。

ピストン部材３２は、前述したとおり、ドラム室２３０内において、回転軸線Ｌ１に沿って移動可能に嵌合されている。図２に示すように、ピストン部材３２は、互いに同軸的に形成された可動内筒部３２１および可動外筒部３２２と、両者を半径方向に沿って連結する加圧部３２３とを有する。ピストン部材３２が、エンジン１４側に向って移動すると、ピストン部材３２の可動外筒部３２２の押圧部３２ａは、クラッチ装置１５のセパレートプレート２４を、摩擦プレート２３に向けて移動させて係合させる。これに対して、ピストン部材３２が、変速機４０側に向って移動すると、ピストン部材３２の可動外筒部３２２（押圧部３２ａ）は、クラッチ装置１５のセパレートプレート２４から離間してセパレートプレート２４と摩擦プレート２３との係合を開放する。

弾性部材３３は、コイルバネで形成され、ピストン部材３２の背面とシリンダ部材５１との間に形成されたバネ室３８内に配置されている。複数の弾性部材３３は、回転軸線Ｌ１まわりで周方向にほぼ均等な間隔を隔てて配置されている。

制御弁７０は、図１に示すように、ソレノイド７０ａおよび付勢部材７０ｃにより第１位置Ｐ１と第２位置Ｐ２とに切り換えられる。図１における制御弁７０は、第２位置Ｐ２に位置している。

オイルポンプ７８が作動しているとき、制御装置５０により制御弁７０が第１位置Ｐ１に切り換えられると、油圧室３４は、油路３５、通路７３ｃを介してオイルポンプ７８の吐出ポート７８ａに連通する。これにより、オイルポンプ７８の吐出ポート７８ａから油が油圧室３４に供給される。つまり、オイルポンプ７８の油が吐出ポート７８ａ、通路７３ｃ、油路３５、環状溝３５２、貫通口３５３を介して油圧室３４に供給され、油圧室３４の内圧を増圧させる。このとき、制御弁７０の絞り７１の作用によって、吐出ポート７８ａから吐出され油圧室３４に供給される作動油Ｆの油圧は一定の値となる。絞り７１から排出された作動油Ｆはリザーバタンク７２に排出される。そして、ピストン部材３２を、変速機４０方向に移動させ、クラッチ装置１５を遮断状態とする。この結果、エンジン１４の出力軸１４ａと変速機４０の入力軸４２との連結は遮断され、出力軸１４ａの駆動力は変速機４０の入力軸４２に伝達されなくなる。

制御弁７０が第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２に切替えられると、油圧室３４の作動油Ｆは油路３５、通路７３ｃを介してリザーバタンク７２に排出される。これにより、バネ室３８に有している弾性部材３３の付勢力によってピストン部材３２をエンジン１４側に移動させクラッチ装置１５を接続状態とする。

＜電動モータ２０について＞
図１に示すように、クラッチ装置１５と変速機４０とをつなぐ駆動力伝達経路には、電動モータ２０（本発明の回転電機に相当する）が設けられている。図２に示すように、電動モータ２０は、ステータ８０とロータ８２とを有する。ロータ８２の外周面がステータ８０の内周面（半径方向内方）に対向するように同軸で配置されている。このとき、ステータ８０は、後述するケース９（詳細にはケース９の第２ケース９２）の内周側に固定されて収容され、後に詳述するインシュレータ８３を介して鉄心である積層鋼板が積層されたコア体８４ａに巻回された励磁巻線８５（本発明のコイルに相当する。以降、コイル８５と称す）を有する。ロータ８２はステータ８０の内周側にステータ８０の内周面と隙間８０ｘ（本発明のエアギャップに相当する）を介して同軸的に配置されている。このとき、隙間８０ｘの大きさは、通常の電動モータの設計手法に基づき任意に設定される程度の大きさでよい。隙間８０ｘの大きさの一例としては、例えば０．８ｍｍ程度の大きさでよい。ただし、隙間８０ｘの大きさは、任意に設定可能であり限定されるものではない。

ロータ８２は、クラッチドラム２２の外筒部２２４の外周側において、取付具８９ａおよびブラケット８９ｃにより固定されている。このため、ロータ８２はクラッチドラム２２と共に回転軸線Ｌ１回りで一体回転する。ステータ８０のコイル８５に、励磁電流が給電されると、回転磁界が回転軸線Ｌ１回りで発生し、ロータ８２、クラッチドラム２２、および変速機４０の入力軸４２が回転し、変速機４０を介して車両の左右駆動輪１１、１２が回転する。

図２に示すように、ケース９はクラッチ装置１５、クラッチ作動機構２６、電動モータ２０、トルクコンバータ４１の一部等を収容する。ただし、トルクコンバータ４１は、図２では省略してある。ケース９は、エンジン１４側から順に、第１ケース９１と、第１ケース９１に連結された第２ケース９２と、第２ケース９２に連結された図略の第３ケースとを有する。第１ケース９１は、半径方向内方に沿って延設された第１壁９１０を有する。第２ケース９２は、半径方向内方に沿って延設された第２壁９２０と、第２壁９２０の内周部において回転軸線Ｌ１に沿って延設された固定筒部９４とを有する。

図２に示すように、この固定筒部９４を介してクラッチドラム２２が配置されている。クラッチドラム２２を回転可能に支持する軸受９６ａが、固定筒部９４とクラッチドラム２２との間に設けられている。このため第２ケース９２の固定筒部９４に対して、クラッチドラム２２、ロータ８２および入力軸４２は回転軸線Ｌ１まわりで一体回転可能である。さらに、固定筒部９４には、クラッチ装置１５を接続および遮断させる油路３５が形成されている。

図２に示すように、第２ケース９２の外壁筒部９２ｘの内側には電動モータ２０のステータ８０がステータリング８１を介して固定されている。また第１壁９１０および第２壁９２０は互いに対向している。

ケース９は、ステータ８０、ロータ８２およびクラッチ装置１５を収容するとともに、クラッチ装置１５を作動させるための作動油Ｆ（本発明に係る油に相当）を貯留する部材である。ここで、作動油Ｆは、変速機４０のギヤ等を潤滑するための潤滑油であるＡＴＦ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｆｌｕｉｄ）と同一のものである。

ケース９の重力方向下方に貯留される作動油Ｆ（ＡＴＦ）は、電動モータ２０が作動していないときには、ロータ８２とステータ８０との境界面、つまり隙間８０ｘの下端から例えば約２０ｍｍ上方まで貯留されている（図２の油面高さＯＬ参照）。ただし、作動油Ｆの境界面からの高さ約２０ｍｍはあくまで一例であって、これに限定されるものではない。この状態でロータ８２が回転を開始すると、ロータ８２のうち作動油Ｆに浸漬された部分が作動油Ｆを掻上げ、これによって貯留される作動油Ｆの油面高さＯＬは下降する。そして、ロータ８２の掻上げによって作動油Ｆの油面高さＯＬは、やがてロータ８２とステータ８０との境界面の下端まで下降し、それ以降は境界面の下端位置で維持される。そして、このようにロータ８２の回転によって作動油Ｆが掻上げられるとき、ロータ８２とステータ８０との間の隙間８０ｘ（エアギャップ）の多くの部分には作動油Ｆが充満されることが発明者によって確認された。本発明では、このようにロータ８２の回転時に隙間８０ｘに充満される作動油Ｆをステータ８０が有するコイル８５の冷却に利用するものである。

＜ステータ８０の冷却構造について＞
ステータ８０の冷却構造について詳細に説明する。まず、電動モータ２０について簡単に説明する。前述したように、ロータ８２の外周面はステータ８０の内周面（半径方向内方）に対向するように同軸で配置されている。前述したように、このとき、ステータ８０の内周面とロータ８２の外周面との間には所定の隙間８０ｘ（エアギャップ）を有している。

ステータ８０は、第２ケース９２の外壁筒部９２ｘの内周面に複数（例えば３０個）の分割コア８４（本発明のコア組立体に相当する。図３参照）が、磁路の一部を構成する前述のステータリング８１（図２参照）を介して円環状に整列して均等な位置に保持されている。ステータ８０は、図略の３つの外部端子から供給された電力を各分割コア８４に通電してステータ８０に前述の回転磁界を発生させる。これにより、ロータ８２はステータ８０に対して回転する。

図３、図４に示すように、分割コア８４は、積層鋼板が積層されて形成されるコア体８４ａと、上方インシュレータ８３ａと、下方インシュレータ８３ｂと、コイル８５とを備えている。そして、分割コア８４が複数（例えば３０個）円環状に整列して配置され、外周面がステータリング８１の外周面に圧入または接着固定等されてステータ８０がリング状に構成されている。

図５に示すように、コア体８４ａは、略Ｔ字状の硅素鋼板（積層鋼板）を積層して構成され、磁路の一部を構成するとともに、各インシュレータ８３ａ、８３ｂを介してコイル８５が巻回される部材である。

各インシュレータ８３ａ、８３ｂは、コイル８５とコア体８４ａとの間を絶縁するための樹脂からなる部材である。図５に示すように各インシュレータ８３ａ、８３ｂは、ステータ８０の径方向に突出するコア体８４ａのティース８４ｃの外周面を両端（図５においては上下）から覆うように配設されている。

上方インシュレータ８３ａは、天壁８３ａ１と天壁８３ａ１の両端から下方に垂下した側壁８３ａ２、８３ａ３とを有している。なお、このときの下方とは、図５における下方であり、車両搭載状態とは関係ない。分割コア８４が整列して円環状に組み付けられステータ８０が形成されたときには側壁８３ａ２、８３ａ３は、ステータ８０の円周方向における天壁８３ａ１の両端にそれぞれ配置される。

上方インシュレータ８３ａの天壁８３ａ１、側壁８３ａ２および側壁８３ａ３の両端部には、天壁８３ａ１、側壁８３ａ２および側壁８３ａ３と略直交するように鍔部８３ａ５、８３ａ６がそれぞれ設けられている。鍔部８３ａ５、８３ａ６は、上方インシュレータ８３ａが覆うコア体８４ａのティース８４ｃ側とは反対方向に延設されている。

また、下方インシュレータ８３ｂは、天壁８３ｂ１と天壁８３ｂ１の両端から上方に立垂した側壁８３ｂ２、８３ｂ３とを有している。なお、このときの上方とは、図３における上方であり、車両搭載状態とは関係ない。分割コア８４が整列して円環状に組み付けられステータ８０が形成されたときには側壁８３ｂ２、８３ｂ３は、ステータ８０の円周方向にそれぞれ配置される。

下方インシュレータ８３ｂの天壁８３ｂ１、側壁８３ｂ２および側壁８３ｂ３の両端部には、天壁８３ｂ１、側壁８３ｂ２および側壁８３ｂ３と略直交するように鍔部８３ｂ５、８３ｂ６がそれぞれ設けられている。鍔部８３ｂ５、８３ｂ６は、下方インシュレータ８３ｂが覆うコア体８４ａのティース８４ｃ側とは反対方向に延設されている。

上方インシュレータ８３ａがコア体８４ａに組み付けられたとき、上方インシュレータ８３ａの天壁８３ａ１の裏面である対向面８３ａ４は、コア体８４ａの積層方向における上方の端部の端面８４ａ１と対向する。また、下方インシュレータ８３ｂがコア体８４ａに組み付けられたとき、下方インシュレータ８３ｂの天壁８３ｂ１の裏面である対向面８３ｂ４は、コア体８４ａの積層方向における下方の端面８４ａ２と対向する。

上方インシュレータ８３ａの天壁８３ａ１の対向面８３ａ４には図３、図５、図６に示すような各冷却通路９５、９７が形成されている。対向面８３ａ４において各冷却通路９５、９７の間にはステータ８０の半径方向に延在するリブ５６が突設されている。また、図６に示すように対向面８３ａ４のステータ８０における円周方向両端にはステータ８０の半径方向に延在するリブ５７、５８（本発明の１対の第一リブに相当する）がそれぞれ突設されている。つまり、各冷却通路９５、９７のステータ８０における円周方向両端にリブ５７、５８がそれぞれ突設されている。

リブ５６、５７、５８では、突設された各リブ５６、５７、５８のコア体８４ａ側の端面がコア体８４ａの積層方向における上方（図５における）の端面８４ａ１と当接する。つまり、リブ５７、５８はステータ８０の円周方向において端面８４ａ１の両端縁部に当接する。リブ５６は、両端縁部の間で端面８４ａ１と当接する。このように、対向面８３ａ４にリブ５６、５７、５８を設けることにより、各冷却通路９５、９７を形成しつつ、天壁８３ａ１の強度を向上させることができる。これにより、天壁８３ａ１の表面にコイル８５を巻回したときに天壁８３ａ１が変形することを防止することができる。

また、図２、図３、図７に示すように、分割コア８４において、各冷却通路９５、９７の一方の開口部９５ａ、９７ａは、分割コア８４の内周面側、即ち、ステータ８０の内周面側であって、分割コア８４（ステータ８０）の内周面とロータ８２の外周面との間に形成される隙間８０ｘに接続される空間Ａ１に開口されている（図２、図７参照）。つまり、開口部９５ａ、９７ａは、空間Ａ１を介して隙間８０ｘに開口されている。また、各冷却通路９５、９６の他方の開口部９５ｂ、９７ｂ（図２、図７参照）は、分割コア８４の外周面側、即ち、ステータリング８１の内周面側の空間Ａ２に開口されている。つまり、開口部９５ｂ、９７ｂは、空間Ａ２に接続される作動油Ｆが貯留される貯留部７９に空間Ａ２を介して開口されている。

また、図３、図５に示すように天壁８３ｂ１の対向面８３ｂ４にも天壁８３ａ１の対向面８３ａ４に形成された各冷却通路９５、９７と同様の各冷却通路９８、９９が形成されている。これに伴い、天壁８３ｂ１の対向面８３ｂ４には、天壁８３ａ１の対向面８３ａ４に設けられたリブ５６、５７、５８と同様のリブ６１および６２、６３（本発明の１対の第一リブに相当する）がそれぞれ形成されている。リブ６１、６２、６３を設けることにより、各冷却通路９８、９９を形成しつつ、天壁８３ｂ１の強度を向上させることができる。これにより、天壁８３ｂ１の表面にコイル８５を巻回したときに天壁８３ｂ１が変形することを防止することができる。

なお、上記において各リブ５６、５７、５８、６１、６２、６３の突設高さおよびステータ８０における円周方向の幅については、任意に設定すればよい。例えば、コイル８５に対する冷却能力を向上させるため、各冷却通路９５、９７、９８、９９を流れる作動油Ｆの流量を大きくしたければ突設高さを高くするとともに円周方向の幅を小さくすればよい。また、各インシュレータ８３ａ、８３ｂの天壁８３ａ１および天壁８３ｂ１の強度をより向上させたければ、各リブの円周方向の幅を大きくするよう設定すればよい。

分割コア８４において、天壁８３ｂ１に設けられた各冷却通路９８、９９の一方の開口部９８ａ、９９ａ（図３参照）は、分割コア８４の内周面側、即ち、ステータ８０の内周面側であって、隙間８０ｘ（エアギャップ）に接続される空間Ａ３に開口されている（図２、図３、図７参照）。つまり、開口部９８ａ、９９ａは、空間Ａ３を介して隙間８０ｘに開口されている。また、各冷却通路９８、９９の他方の開口部９８ｂ、９９ｂは、分割コア８４の外周面側、即ち、ステータリング８１の内周面側の空間Ａ４に開口されている（図２、図７参照）。つまり、開口部９５ｂ、９７ｂは、空間Ａ４に接続される作動油Ｆが貯留される貯留部７９に空間Ａ４を介して開口されている。

コイル８５は、電流が流れることで回転磁界を発生する線材からなる部材である。コイル８５は、コア体８４ａに組み付けられた各インシュレータ８３ａ、８３ｂの天壁８３ａ１、側壁８３ａ２、側壁８３ａ３の外周面および天壁８３ｂ１、側壁８３ｂ２、側壁８３ｂ３の外周面に巻回されている。このとき、コイル８５は、各インシュレータ８３ａ、８３ｂが有する鍔部８３ａ５、８３ａ６および８３ｂ５、８３ｂ６の間で巻回されている。コイル８５は、周知であるＵ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイル（図略）からなり、これらをＹ結線して構成されている。Ｕ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルの端部には、貫通孔の形成された圧着端子（図略）が圧着されている。

このように構成されたステータ８０は、ステータリング８１の端部が、ボルトによって第２ケース９２に固定されている。

ロータ８２は、ステータ８０の発生する回転磁界と鎖交することでトルクを発生する部材である。ロータ８２は、ロータコア６４と、マグネット６５と、ブラケット８９ｃとを備えている。

ロータコア６４は、磁路の一部を構成するとともに、マグネット６５が収容される円環状の部材である。ロータコア６４は、円環状の硅素鋼板を積層して構成されている。ロータコア６４の外周部には、軸方向に貫通する貫通孔６７が、周方向に複数設けられている。

マグネット６５は、磁束を発生する板状の部材である。マグネット６５は、ロータコア６４の貫通孔６７に収容されている。マグネット６５は、ロータコア６４の外周面に、周方向に交互に異なる磁極が形成されるよう、板厚方向に着磁されている。

ブラケット８９ｃは、貫通孔６７に収容されたマグネット６５を保持するとともに、ロータコア６４をクラッチドラム２２に固定するための円環状の部材である。ブラケット８９ｃは、ロータコア６４の軸方向端面に固定部材６６を介して固定されている。なお、ロータ８２およびクラッチドラム２２の回転数は、図２に示す周知のレゾルバ６８によって検出される。

＜ハイブリッド車両用駆動装置３０の動作について＞
次に、図１および図２を参照してハイブリッド車両用駆動装置３０の動作について簡単に説明する。図１において、制御装置５０は、アクセル開度センサ等の検出結果に基づいてエンジン１４、電動モータ２０およびオイルポンプ７８を制御する。エンジン１４の駆動力によって走行する場合、制御装置５０は、図２に示す油圧室３４に油圧が加わらないようにクラッチ作動機構２６（制御弁７０、オイルポンプ７８）を制御する。弾性部材３３は、ピストン部材３２を前方に押圧している。これにより、摩擦プレート２３とセパレートプレート２４とが係合される。制御装置５０は、所定の駆動力を出力するようにエンジン１４を制御する。エンジン１４の駆動力は、入力軸２１、クラッチ装置１５を介して変速機４０に伝達される。変速機４０に伝達されたエンジン１４の駆動力は、ディファレンシャル１３を介して駆動輪１１、１２に伝達され、車両がエンジン１４の駆動力によって走行する。このとき、電動モータ２０は、エンジン１４の駆動力によって回転し、発電機として機能する。

一方、電動モータ２０の駆動力によって走行する場合、制御装置５０は、図２に示す油圧室３４に所定の油圧が加わるようにオイルポンプ７８を制御する。油圧室３４に油圧が加わると、ピストン部材３２が油圧による押圧力によって後方に移動する。それに伴って、摩擦プレート２３とセパレートプレート２４とが離間し係合が解除される。制御装置５０は、所定の駆動力を出力するように電動モータ２０を制御する。電動モータ２０の駆動力は、変速機４０、ディファレンシャル１３を介して駆動輪１１、１２に伝達され、車両が電動モータ２０の駆動力によって走行する。

＜電動モータ２０の冷却構造の作用について＞
次に電動モータ２０の冷却構造の作用について説明する。上記において、ロータ８２が回転軸線Ｌ１回りに回転すると、その回転によって、ケース９の内部（下方）に貯留された作動油Ｆがケース９の内部に飛散される。また、それと同時に、ロータ８２の回転時には、ロータ８２とステータ８０との間の隙間８０ｘ（エアギャップ）には、作動油Ｆが充満される。このとき、隙間８０ｘに充満された作動油Ｆには、ロータ８２の回転の影響によって遠心力が作用している。このため、隙間８０ｘに充満された作動油Ｆは、ロータ８２の半径方向外側方向に向う力を受けながら、その時点で移動可能な方向である回転軸線Ｌ１の前後何れかの方向に向って流れる（図７矢印参照）。

やがて、作動油Ｆの流れは、ステータ８０を構成する分割コア８４のコア体８４ａの両端面８４ａ１、８４ａ２を越える。本実施形態では、コア体８４ａの端面８４ａ１を越えた位置に、上方インシュレータ８３ａの各冷却通路９５、９７の開口部９５ｂ、９７ｂが開口する空間Ａ１が設けてある。また、コア体８４ａの端面８４ａ２を越えた位置に、下方インシュレータ８３ｂの各冷却通路９８、９９の開口部９８ｂ、９９ｂが開口する空間Ａ３が設けてある（図７参照）。

そこで、作動油Ｆは隙間８０ｘを飛び出し空間Ａ１および空間Ａ３に流出すると、作動油Ｆに作用する遠心力の影響によって、ロータ８２の半径方向外方に開口する開口部９５ａ、９７ａ、９８ａ、９９ａを介して各冷却通路９５、９７、９８、９９に流れ込む。そして、図７の矢印で示すように各冷却通路９５、９７、９８、９９に流れ込んだ作動油Ｆは、上下方インシュレータ８３ａ、８３ｂの各壁の各外周面に巻回されているコイル８５の熱を各壁を介して奪いコイル８５を冷却する。

各冷却通路９５、９７、９８、９９の出口側（ステータ８０の半径方向外周側）には、開口部９５ｂ、９７ｂ、９８ｂ、９９ｂがそれぞれ設けられている（図２、図７参照）。開口部９５ｂ、９７ｂ、９８ｂ、９９ｂは、作動油Ｆが貯留される貯留部７９に接続（連通）する空間Ａ２、Ａ４に開口している。これにより、コイル８５の熱を奪い昇温した作動油Ｆは、開口部９５ｂ、９７ｂ、９８ｂ、９９ｂを介して空間Ａ２、Ａ４に排出される。そして、空間Ａ２、Ａ４に排出された作動油Ｆは、重力によって落下し再び作動油Ｆの貯留部７９に環流され冷却されて、以降の冷却に備えることができる。

上述の説明から明らかなように、本実施形態では、ロータ８２とステータ８０との対向面間のエアギャップ８０ｘ（隙間）に保持された油（作動油Ｆ）は、遠心力によって上下方インシュレータ８３ａ、８３ｂの各天壁８３ａ１、８３ｂ１に設けられた各冷却通路９５、９７、９８、９９に流れ込む。その後、流れ込んだ作動油Ｆを、ステータ８０の外周側に排出する。このようにすることで、ケース９内の作動油Ｆの貯留部７９に作動油Ｆを環流させることができる。これにより、各冷却通路９５、９７、９８、９９を流れる作動油Ｆが各インシュレータ８３ａ、８３ｂを介してコイル８５から熱を奪いコイル８５を好適に冷却することができる。このように、複雑な構造を設ける必要がないため低コストで対応できる。

また、本実施形態では、各冷却通路９５、９７、９８、９９が形成された天壁８３ａ１および天壁８３ｂ１の各対向面８３ａ４および８３ｂ４におけるステータ８０の円周方向両端にはステータ８０の半径方向に延在する１対のリブ５７、５８および６２、６３（第一リブ）がそれぞれ形成されている。このように、１対のリブ５７、５８および６２、６３を設けることにより各インシュレータ８３ａ、８３ｂの各天壁８３ａ１、８３ｂ１の各対向面８３ａ４、８３ｂ４をコア体８４ａの各端面８４ａ１、８４ａ２に対向させて当接させ各インシュレータ８３ａ、８３ｂを位置決めできるとともに、各天壁８３ａ１、８３ｂ１の強度を保持してコイル８５を良好に巻回することができる。また、このようにリブ５７、５８、６２、６３を設けても、各天壁８３ａ１、８３ｂ１の各対向面８３ａ４、８３ｂ４に各冷却通路９５、９７、９８、９９を形成することができる。

なお、本実施形態では、各冷却通路９５、９６および各冷却通路９８、９９を各天壁８３ａ１、８３ｂ１にそれぞれ２本ずつ設けた。しかし、この態様に限らず、図８に示すように、中央のリブ５６、６１を廃止し各冷却通路１０１、１０２を１本ずつ設けるようにしてもよい。なお、図８は各天壁８３ａ１、８３ｂ１の各対向面８３ａ４、８３ｂ４のみを正面から見た図である。

また、このとき、冷却通路は、各天壁８３ａ１、８３ｂ１のうち、いずれか一方だけ１本とし、他方は２本のままとしてもよい。さらには、各天壁８３ａ１、８３ｂ１の一方のみに冷却通路を設け、他方には冷却通路を設けないようにしてもよい。さらに、各天壁８３ａ１、８３ｂ１の各対向面８３ａ４、８３ｂ４に、冷却通路をそれぞれ３本ずつ設けてもよいし、冷却通路を３本を越えて設けてもよい。いずれの態様によっても相応の効果は期待できる。

＜変形例１＞
次に、変形例１について図９に基づき説明する。変形例１では上記実施形態に対して、冷却通路およびリブの形状のみ異なり、他の部分については上記実施形態と同様である。よって、変更点のみ説明し、同様部分については、説明を省略する。変形例１では、各天壁８３ａ１、８３ｂ１の少なくとも一方に、蛇行した冷却通路１０３を１本のみ設ける（図９の作動油Ｆの流れを示す矢印参照）。なお、図９は天壁８３ａ１および天壁８３ｂ１の各裏面である対向面８３ａ４、８３ｂ４のみを正面から見た図である。

冷却通路１０３は、４本のリブ５７（６３）、５８（６２）、１１１、１１２によって形成されている。リブ１１１、１１２（本発明の第二リブに相当する）は、矢印方向に向い冷却通路１０３を流れる作動油Ｆの流れをスムーズなものとするため、１対の第一リブであるリブ５７（６３）、５８（６２）と為すそれぞれの角度が９０度よりも大きな角度αとなるようリブ５７（６３）、５８（６２）から分岐され配置されている。角度αの大きさは、実験結果等に基づき任意に設定すればよい。リブ１１１、１１２は、回転軸線Ｌ１を含みステータ８０の半径方向に延在する任意の仮想平面によって切断したとき、常に、リブ１１１および１１２のうちの何れかのリブが切断面に現れるよう（存在するよう）ステータ８０の円周方向においてリブ１１１、１１２の各先端がオーバーラップするよう配置されている。なお、リブ５７（６３）、５８（６２）についても、ステータ８０における円周方向の所定の円周線と平行な任意の円周線を含み回転軸線Ｌ１方向に延在する任意の仮想曲面によって切断したとき、常に、リブ５７（６３）、５８（６２）が切断面に現れるようになっている。

これにより、上下方インシュレータ８３ａ、８３ｂの各天壁８３ａ１、８３ｂ１の強度は、コイル８５の巻き方向だけでなく様々な方向からの負荷にも対応でき、強度的に信頼性が向上する。なお、変形例１においても、冷却通路１０３および各リブ５７（６３）、５８（６２）、１１１、１１２は、各天壁８３ａ１、８３ｂ１の各対向面８３ａ４、８３ｂ４の少なくとも一方に設けるだけでもよい。これによっても相応の効果が得られる。

なお、冷却通路は、変形例１の形状に限らず図１０に示すような形状でもよい。図１０は、上記本実施形態の各冷却通路９５、９７、９８、９９に対し、変形例１のリブ１１１および１１２と同様のリブ１１３〜１１６（第二リブ）を設けたものである。これによっても変形例１と同様の効果が得られる。ただし、これらの冷却通路形状およびリブ形状は上記形状に限定されるものではない。特に第二リブは、冷却通路を塞がず、かつ、回転軸線Ｌ１を含みステータ８０の半径方向に延在する任意の仮想平面によって各天壁８３ａ１、８３ｂ１を切断したときに、常に何れかのリブが切断面に現れるよう（存在するよう）に配置すればどのようにリブを設定し配置してもよい。

また、図９および図１０において、各リブ１１１、１１２および１１３〜１１６を、リブ５７（６３）、５８（６２）に対して角度αではなく直交するよう分岐させてもよい。これによっても相応の効果は期待できる。

９・・・ケース、１０・・・ハイブリッド車両、１３・・・ディファレンシャル、１４・・・エンジン、１５・・・クラッチ装置、２０・・・回転電機（電動モータ）、４０・・・変速機、５０・・・制御装置、７０・・・制御弁、８０・・・ステータ、８０ｘ・・・エアギャップ（隙間）、８１・・・ステータリング、８２・・・ロータ、８３ａ・・・上方インシュレータ、８３ｂ・・・下方インシュレータ、８４・・・コア組立体（分割コア）、８４ａ・・・コア体、８５・・・コイル、Ｆ・・・作動油。

Claims (3)

1. 油を貯留するケースと、前記ケースに収容されるステータと、前記ケースに軸承されるロータと、を備え、前記ロータの回転によって前記ケース内に貯留される前記油を掻上げて前記ロータと前記ステータとの対向面間のエアギャップに前記油を保持する回転電機の冷却構造であって、
   前記ステータは、積層鋼板を積層して形成したコア体と、当該コア体の各端部の端面を覆う天壁を有する２個のインシュレータと、前記コア体に前記２個のインシュレータで絶縁して巻回されたコイルと、を有する複数のコア組立体が円環状に整列して形成され、
   前記２個のインシュレータのうち少なくとも１個のインシュレータの前記天壁の前記コア体の端面と対向する対向面には、前記エアギャップに開口し前記ステータの内周面側と外周面側とを連通する冷却通路が形成される回転電機の冷却構造。
2. 前記天壁の対向面には前記ステータの半径方向に延在して前記ステータの円周方向における前記コア体の端面の両端縁部にそれぞれ当接する１対の第一リブが形成され、前記１対の第一リブの間に前記冷却通路が形成される請求項１に記載の回転電機の冷却構造。
3. 前記天壁の対向面には前記１対の第一リブから分岐して前記コア体の端面に当接する第二リブが形成され、
   前記第二リブは、
   前記前記天壁の対向面を前記ステータの軸線を含む任意の仮想平面で切断したとき、何れの切断面においても少なくとも１個の前記第二リブが存在するよう形成される請求項２に記載の回転電機の冷却構造。

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