JP2020048332A - 電動機システム - Google Patents

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Abstract

【課題】電動機間の温度差を小さくすることができる電動機システムを提供すること。【解決手段】電動機システム１０１は、第１ロータ１１と、第１ステータ１２と、前記第１ステータ１２に設けられた第１コイル１３とを有する第１電動機１０と、第２ロータ２１と、第２ステータ２２と、前記第２ステータ２２に設けられた第２コイル２３とを有し、前記第１電動機１０と離間して配置された第２電動機２０と、前記第１電動機１０の前記第１コイル１３と前記第２電動機２０の第２コイル２３との間に架け渡された熱伝導部材３１と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、電動機システムに関する。
従来、複数の電動機を備えた電動機システムが知られており、例えばハイブリッド車両に搭載されている。特許文献１には、電動機である２つのモータジェネレータが搭載されたハイブリッド車両において、２つのモータジェネレータを効率的に冷却するためのシステムが開示されている。
特開２０１１−２２５１３４号公報
複数の電動機を備えた電動機システムでは、それぞれの電動機の負荷の差異や使用頻度等に応じて発熱量に差異が生じる場合がある。このような発熱量の差異が生じると、電動機間に温度差が生じる場合がある。
しかしながら、電動機間の温度差が大きいことは一般的に好ましくない。例えば、複数の電動機を冷却する冷却システムについては、より温度が高くなる電動機に合わせて冷却システムを設計する必要がある。そのため温度差が大きいと、それだけ冷却システムの設計に制約や負荷が掛かることとなる。例えば、冷却システムがウォーターポンプや、ファンが設けられたラジエータを備えている場合、これらのウォーターポンプやファンを、高温になりやすい方の電動機に合わせて設計しなければならない。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、電動機間の温度差を小さくすることができる電動機システムを提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る電源装置は、第１ロータと、第１ステータと、前記第１ステータに設けられた第１コイルとを有する第１電動機と、第２ロータと、第２ステータと、前記第２ステータに設けられた第２コイルとを有し、前記第１電動機と離間して配置された第２電動機と、前記第１電動機の前記第１コイルと前記第２電動機の第２コイルとの間に架け渡された熱伝導部材と、を備えることを特徴とする。
上記において、前記熱伝導部材は、前記第１コイルのコイルエンドと前記第２コイルのコイルエンドとに接触していてもよい。これにより、熱伝導部材を簡易な構成として第１コイルと第２コイルとの間に架け渡すことができる。
上記において、前記第１電動機と前記第２電動機とは並列に配置されており、前記熱伝導部材は、前記第１コイル及び前記第２コイルの少なくとも一方の前記コイルエンドの径方向の側面に接触していてもよい。これにより、電動機システム全体としての軸方向の寸法の増加を抑制できる。
上記において、前記第１電動機と前記第２電動機とは並列に配置されており、前記熱伝導部材は、前記第１コイル及び前記第２コイルの少なくとも一方の前記コイルエンドの軸方向の端面に接触していてもよい。これにより、第１コイルと第２コイルとの間で熱交換を行うことができる。
上記において、前記第１電動機と前記第２電動機とは直列に配置されており、前記熱伝導部材は、前記第１コイル及び前記第２コイルの少なくとも一方の前記コイルエンドの径方向の側面に接触していてもよい。これにより、電動機システム全体としての軸方向の寸法の増加を抑制できる。
上記において、前記第１電動機と前記第２電動機とは直列に配置されており、前記熱伝導部材は、前記第１コイル及び前記第２コイルの少なくとも一方の前記コイルエンドの軸方向の端面に接触していてもよい。これにより、熱伝導部材の軸方向の寸法の増加を抑制できる。
上記において、前記熱伝導部材は、前記第１コイル及び前記第２コイルの少なくとも一方の前記コイルエンドの周方向に沿って少なくとも一部が延在する延在部を有していてもよい。これにより、第１電動機と第２電動機との間で効果的に熱を移動させることができる。
上記において、前記熱伝導部材は、前記第１コイル及び前記第２コイルのそれぞれに対して、前記延在部を有しており、２つの前記延在部を接続する接続部を有していてもよい。これにより、接続部を介して第１電動機と第２電動機との間で効果的に熱を移動させることができる。
上記において、冷却媒体を保持する保持部を備え、前記延在部の少なくとも一部が前記冷却媒体に浸漬するように構成されていてもよい。これにより、第１電動機及び第２電動機の温度を全体的に低下させることができる。
本発明によれば、互いに離間して配置された第１電動機の第１コイルと第２電動機の第２コイルとの間に架け渡された熱伝導部材によって、第１電動機と第２電動機との間で熱交換を行うことができる。その結果、電動機間の温度差を小さくすることができるという効果を奏する。
図１は、実施形態１に係る電動機システムの概略構成図である。 図２は、実施形態２に係る電動機システムの概略構成図である。 図３は、実施形態３に係る電動機システムの概略構成図である。 図４は、実施形態４に係る電動機システムの概略構成図である。 図５は、実施形態５に係る電動機システムの概略構成図である。 図６は、実施形態６に係る電動機システムの概略構成図である。 図７は、実施形態７に係る電動機システムの概略構成図である。 図８は、実施形態８に係る電動機システムの概略構成図である。 図９は、実施形態９に係る電動機システムの概略構成図である。 図１０は、実施形態１０に係る電動機システムの概略構成図である。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について具体的に説明する。なお、また、図面において、同一又は対応する構成要素には適宜同一符号を付し、重複説明を省略する。
（実施形態１）
図１は、実施形態１に係る電動機システムの概略構成図である。図１（ａ）は電動機システム１０１をその軸方向から見た図である。図１（ｂ）は電動機システム１０１の軸方向に沿った断面図である。
電動機システム１０１は、第１電動機１０と、第２電動機２０と、２つの熱伝導部材３１と、を備えている。なお、本実施形態では、第１電動機１０と第２電動機２０とは同じ種類のものであるが、互いに異なる種類のものでもよい。
第１電動機１０は、第１ロータ１１と、第１ステータ１２とを備えている。第１ロータ１１は、円筒状のものであり、ロータコア、磁石、界磁コア等を有している公知の構成のものである。第１ロータ１１の中央の孔にはシャフトが固設される。第１ステータ１２は、第１ロータ１１の径方向外方に所定間隔をあけて配置された円筒状のものである。第１ステータ１２は、第１ステータ１２のステータコアに設けられ第１コイル１３等を有している公知の構成のものである。第１コイル１３は、銅や銅合金等の電気抵抗の低い金属材料に絶縁被覆を形成した導線からなる。第１ステータ１２の軸方向両側には、第１ステータ１２の周方向に沿った環状の形状のコイルエンド１３ａがそれぞれ突出している。
第２電動機２０は、第２ロータ２１と、第２ステータ２２とを備えている。第２ロータ２１は、円筒状のものであり、第１ロータ１１と同様に公知の構成のものである。第２ロータ２１の中央の孔にはシャフトが固設される。第２ステータ２２は、第２ロータ２１の径方向外方に所定間隔をあけて配置された円筒状のものであり、第１ステータ１２と同様に第２コイル２３等を有している公知の構成のものである。第２コイル２３は電気抵抗の低い金属材料に絶縁被覆を形成した導線からなる。第２ステータ２２の軸方向両側には、第２ステータ２２の周方向に沿った環状の形状のコイルエンド２３ａがそれぞれ突出している。
第１電動機１０、第２電動機２０は、それぞれ、界磁ヨークや界磁コイル等、電動機として機能するための不図示の要素を備えている。また、第１電動機１０、第２電動機２０は、それぞれ、発電機としても機能するように構成されていてもよい。
第１電動機１０と第２電動機２０とは、互いに離間して配置されており、本実施形態では第１ロータ１１の回転軸と第２ロータ２１の回転軸とが互いに略平行になるように並列に配置されている。
２つの熱伝導部材３１は板状の部材であり、第１電動機１０及び第２電動機２０の径方向に延在するように配置されている。一方の熱伝導部材３１は、図１（ｂ）の図面左側において、コイルエンド１３ａとコイルエンド２３ａとのそれぞれに接触することによって第１コイル１３と第２コイル２３との間に架け渡されている。他方の熱伝導部材３１は、図１（ｂ）の図面右側において、コイルエンド１３ａとコイルエンド２３ａとのそれぞれに接触することによって第１コイル１３と第２コイル２３との間に架け渡されている。また、各熱伝導部材３１は、コイルエンド１３ａ、２３ａの径方向の外側面に接触している。なお、各熱伝導部材３１において、コイルエンド１３ａ又はコイルエンド２３ａに接触する側面は、コイルエンド１３ａ又はコイルエンド２３ａに接触する面積が大きくなるように、コイルエンド１３ａ又はコイルエンド２３ａの外周面に合わせた形状とされていることが好ましい。
各熱伝導部材３１は、熱伝導性が高い材料からなる。すなわち、各熱伝導部材３１は、例えば、金属、熱伝導性樹脂、又は熱伝導性エラストマー等からなる。金属は、例えば銅やアルミニウムである。熱伝導性樹脂は、例えばポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル系樹脂等に熱伝導性フィラーを配合したものである。熱伝導性エラストマーは、例えば反応性オリゴマーをベースとして熱伝導性フィラーを配合したものである。各熱伝導部材３１が電気伝導性を有する場合は、各熱伝導部材３１と、接触するコイルと、の間に絶縁紙を挟んだり、各熱伝導部材３１の表面に絶縁性樹脂被膜を形成したりすることが好ましい。
電動機システム１０１では、第１電動機１０及び第２電動機２０の動作によって発生した熱は、各熱伝導部材３１、並びに、一般に熱伝導性の高い第１コイル１３の各コイルエンド１３ａ及び第２コイル２３の各コイルエンド２３ａを介して、第１電動機１０及び第２電動機２０のうち高温側から低温側に、低い熱抵抗で移動する。したがって、各熱伝導部材３１によって、第１電動機１０と第２電動機２０との間で熱交換が行われる。その結果、第１電動機１０と第２電動機２０との間の温度差を小さくできる。また、高温側の電動機の温度上昇速度を緩やかにしたり、温度降下を早くしたりもできるので、高温側の電動機を高負荷（すなわち高発熱量）での動作時間を長くすることができる。
このように、第１電動機１０と第２電動機２０との間の温度差を小さくできると、高温になりやすい方の電動機をより低温にできる。その結果、電動機システム１０１を冷却するための冷却システムの設計の制約や負荷が緩和される。これにより、冷却システムの最大冷却能力を低く設定したり構成を簡易化や小型化したりできるので、冷却システムの低コスト化や低消費電力化を実現できる。
また、２つの電動機間の温度差が大きいと、より高温又はより低温の電動機によって電動機システム全体としての動作温度範囲が制限されてしまう。これに対して、電動機システム１０１では、第１電動機１０と第２電動機２０との間の温度差を小さくできるので、電動機システム１０１全体としての動作温度範囲を広くすることができる。また、このような電動機システム１０１を動力源として車両に搭載した場合、電動機システム１０１は適正な動作温度範囲にてその能力を好適に発揮できるので、その車両の動力特性の向上に好適に寄与する。
さらに、電動機システム１０１では、第１電動機１０及び第２電動機２０のうち高温側から低温側に放熱を行うことができるので、高温になりやすい方の電動機にとっては放熱性が良好になる。したがって、高温になりやすい方の電動機について、従来よりも熱設計に対して制約が緩和されることとなる。この熱設計上の制約の緩和を利用して、例えば電動機をより小型に設計することができる。一般に電動機を小型にするとその体積に対する発熱は増加するが、本実施形態によればこの発熱を他の電動機に効果的に移動させることができるので、体積に比して増加した発熱による高温化を抑制できる。
さらに、電動機システム１０１では、各熱伝導部材３１は、突出しているコイルエンド１３ａとコイルエンド２３ａに接触しているので、形状などの構成を簡易なものとできる。
さらに、電動機システム１０１では、各熱伝導部材３１は、コイルエンド１３ａ、２３ａの径方向の外側面に接触しているので、各熱伝導部材３１の軸方向での突出量を少なくできる。その結果、電動機システム１０１全体としての軸方向の寸法の増加を抑制できる。
（実施形態２）
図２は、実施形態２に係る電動機システムの概略構成図である。図２（ａ）は電動機システム１０２をその軸方向から見た図である。図２（ｂ）は電動機システム１０２の軸方向に沿った断面図である。
電動機システム１０２は、第１電動機１０と、第２電動機２０と、２つの熱伝導部材３２と、を備えている。本実施形態においても、実施形態１と同様に、第１電動機１０と第２電動機２０とは互いに離間し、第１ロータ１１の回転軸と第２ロータ２１の回転軸とが互いに略平行になるように並列に配置されている。
２つの熱伝導部材３２は板状の部材であり、第１電動機１０及び第２電動機２０の径方向に延在するように配置されている。一方の熱伝導部材３２は、図２（ｂ）の図面左側において、コイルエンド１３ａとコイルエンド２３ａとのそれぞれに接触することによって第１コイル１３と第２コイル２３との間に架け渡されている。他方の熱伝導部材３２は、図２（ｂ）の図面右側において、コイルエンド１３ａとコイルエンド２３ａとのそれぞれに接触することによって第１コイル１３と第２コイル２３との間に架け渡されている。また、各熱伝導部材３２は、コイルエンド１３ａ、２３ａの軸方向の端面に接触している。
各熱伝導部材３２は、実施形態１の各熱伝導部材３１と同様に、熱伝導性が高い材料からなる。各熱伝導部材３２が電気伝導性を有する場合は、各熱伝導部材３２と、接触するコイルと、の間に絶縁紙を挟んだり、各熱伝導部材３２の表面に絶縁性樹脂被膜を形成したりすることが好ましい。
電動機システム１０２においても、第１電動機１０及び第２電動機２０の動作によって発生した熱は、各熱伝導部材３２、並びに、第１コイル１３の各コイルエンド１３ａ及び第２コイル２３の各コイルエンド２３ａを介して、第１電動機１０及び第２電動機２０のうち高温側から低温側に、低い熱抵抗で移動する。その結果、第１電動機１０と第２電動機２０との間の温度差を小さくできる。また、高温側の電動機の温度上昇速度を緩やかにしたり、温度降下を早くしたりもできる。
したがって、実施形態１と同様に、電動機システム１０２を冷却するための冷却システムの低コスト化や低消費電力化を実現できる。また、電動機システム１０２全体としての動作温度範囲を広くすることができ、例えば動力源として搭載した車両の動力特性の向上に好適に寄与する。さらに、電動機システム１０２において高温になりやすい方の電動機について、従来よりも熱設計に対して制約が緩和され、例えば電動機をより小型に設計することができる。
（実施形態３）
図３は、実施形態３に係る電動機システムの概略構成図である。図３（ａ）は電動機システム１０３の軸方向に沿った断面図である。図３（ｂ）は熱伝導部材３３の斜視図である。
電動機システム１０３は、第１電動機１０と、第２電動機２０と、熱伝導部材３３と、を備えている。本実施形態においては、第１電動機１０と第２電動機２０とは互いに離間し、第１ロータ１１の回転軸と第２ロータ２１の回転軸とが略一致するように直列に配置されている。
熱伝導部材３３は円筒状の部材であり、第１電動機１０及び第２電動機２０の間に、軸方向に延在するように配置されている。熱伝導部材３３は、第１電動機１０及び第２電動機２０の間でコイルエンド１３ａとコイルエンド２３ａとのそれぞれに接触することによって第１コイル１３と第２コイル２３との間に架け渡されている。熱伝導部材３３は、コイルエンド１３ａ、２３ａの軸方向の端面に接触している。
熱伝導部材３３は、実施形態１の各熱伝導部材３１と同様に、熱伝導性が高い材料からなる。各熱伝導部材３３が電気伝導性を有する場合は、各熱伝導部材３３と、接触するコイルと、の間に絶縁紙を挟んだり、各熱伝導部材３３の表面に絶縁性樹脂被膜を形成したりすることが好ましい。
電動機システム１０３においても、第１電動機１０及び第２電動機２０の動作によって発生した熱は、熱伝導部材３３、並びに、第１コイル１３のコイルエンド１３ａ及び第２コイル２３のコイルエンド２３ａを介して、第１電動機１０及び第２電動機２０のうち高温側から低温側に、低い熱抵抗で移動する。その結果、第１電動機１０と第２電動機２０との間の温度差を小さくできる。また、高温側の電動機の温度上昇速度を緩やかにしたり、温度降下を早くしたりもできる。
したがって、他の実施形態と同様に、電動機システム１０３を冷却するための冷却システムの低コスト化や低消費電力化を実現できる。また、電動機システム１０３全体としての動作温度範囲を広くすることができ、例えば動力源として搭載した車両の動力特性の向上に好適に寄与する。さらに、電動機システム１０３において高温になりやすい方の電動機について、従来よりも熱設計に対して制約が緩和され、例えば電動機をより小型に設計することができる。
さらに、電動機システム１０３では、熱伝導部材３３は、コイルエンド１３ａ、２３ａの軸方向の端面に接触しているので、熱伝導部材３３の軸方向の寸法の増加を抑制できる。
（実施形態４）
図４は、実施形態４に係る電動機システムの概略構成図である。図４（ａ）は電動機システム１０４の軸方向に沿った断面図である。図４（ｂ）は熱伝導部材３４の斜視図である。
電動機システム１０４は、第１電動機１０と、第２電動機２０と、熱伝導部材３４と、を備えている。本実施形態においては、実施形態３と同様に、第１電動機１０と第２電動機２０とは互いに離間し、第１ロータ１１の回転軸と第２ロータ２１の回転軸とが略一致するように直列に配置されている。
熱伝導部材３４は円筒状の部材であり、第１電動機１０及び第２電動機２０の間に、軸方向に延在するように配置されている。熱伝導部材３４は、第１電動機１０及び第２電動機２０の間でコイルエンド１３ａとコイルエンド２３ａとのそれぞれに接触することによって第１コイル１３と第２コイル２３との間に架け渡されている。熱伝導部材３４は、コイルエンド１３ａ、２３ａの径方向の外側面に接触している。
熱伝導部材３４は、実施形態１の各熱伝導部材３１と同様に、熱伝導性が高い材料からなる。各熱伝導部材３４が電気伝導性を有する場合は、各熱伝導部材３４と、接触するコイルと、の間に絶縁紙を挟んだり、各熱伝導部材３４の表面に絶縁性樹脂被膜を形成したりすることが好ましい。
電動機システム１０４においても、第１電動機１０及び第２電動機２０の動作によって発生した熱は、熱伝導部材３４、並びに、第１コイル１３のコイルエンド１３ａ及び第２コイル２３のコイルエンド２３ａを介して、第１電動機１０及び第２電動機２０のうち高温側から低温側に、低い熱抵抗で移動する。その結果、第１電動機１０と第２電動機２０との間の温度差を小さくできる。また、高温側の電動機の温度上昇速度を緩やかにしたり、温度降下を早くしたりもできる。
したがって、他の実施形態と同様に、電動機システム１０４を冷却するための冷却システムの低コスト化や低消費電力化を実現できる。また、電動機システム１０４全体としての動作温度範囲を広くすることができ、例えば動力源として搭載した車両の動力特性の向上に好適に寄与する。さらに、電動機システム１０４において高温になりやすい方の電動機について、従来よりも熱設計に対して制約が緩和され、例えば電動機をより小型に設計することができる。
さらに、電動機システム１０４では、熱伝導部材３４は、コイルエンド１３ａ、２３ａの軸方向の外側面に接触しているので、電動機システム１０４全体としての軸方向の寸法の増加を抑制できる。
なお、電動機システム１０４では、熱伝導部材３４がコイルエンド１３ａ、２３ａの軸方向の外側面に接触しているが、熱伝導部材３４に換えて、コイルエンド１３ａ、２３ａの軸方向の内側面に接触するように配置された円筒状の熱伝導部材を採用してもよい。
（実施形態５）
図５は、実施形態５に係る電動機システムの概略構成図である。図５（ａ）は電動機システム１０５をその軸方向から見た図である。図５（ｂ）は電動機システム１０５の軸方向に沿った断面図である。
電動機システム１０５は、第１電動機１０と、第２電動機２０と、２つの熱伝導部材３５と、を備えている。本実施形態においては、実施形態１と同様に、第１電動機１０と第２電動機２０とは互いに離間し、第１ロータ１１の回転軸と第２ロータ２１の回転軸とが互いに略平行になるように並列に配置されている。
２つの熱伝導部材３５は管状の部材である。各熱伝導部材３５は、延在部３５１、３５２と、接続部３５３とを有している。延在部３５１は、第１コイル１３の一方のコイルエンド１３ａの径方向側面において周方向に沿って延在しており、本実施形態では環状を成している。延在部３５２は、第２コイル２３の一方のコイルエンド２３ａの径方向側面において周方向に沿って延在しており、本実施形態では環状を成している。接続部３５３は、延在部３５１と延在部３５２とを接続する部分である。接続部３５３の形状は特に限定されないが、本実施形態では、延在部３５１と延在部３５２とを略最短距離で接続する直線状の形状である。
一方の熱伝導部材３５は、図５（ｂ）の図面左側において、延在部３５１がコイルエンド１３ａに接触し、延在部３５２がコイルエンド２３ａに接触することによって、第１コイル１３と第２コイル２３との間に架け渡されている。他方の熱伝導部材３５は、図５（ｂ）の図面右側において、延在部３５１がコイルエンド１３ａに接触し、延在部３５２がコイルエンド２３ａに接触することによって、第１コイル１３と第２コイル２３との間に架け渡されている。
本実施形態では、各熱伝導部材３５はヒートパイプで構成されている。ヒートパイプは、例えば管状体の内部の空洞に作動液が封入されており、作動液の蒸発と凝縮とによって、或る箇所から別の箇所へ熱を輸送する部材である。ヒートパイプの管状体が電気伝導性を有する場合は、接触するコイルとの間に絶縁紙を挟んだり、表面に絶縁性樹脂被膜を形成したりすることが好ましい。
電動機システム１０５においても、第１電動機１０及び第２電動機２０の動作によって発生した熱は、各熱伝導部材３５、並びに、第１コイル１３の各コイルエンド１３ａ及び第２コイル２３の各コイルエンド２３ａを介して、第１電動機１０及び第２電動機２０のうち高温側から低温側に、低い熱抵抗で移動する。その結果、第１電動機１０と第２電動機２０との間の温度差を小さくできる。また、高温側の電動機の温度上昇速度を緩やかにしたり、温度降下を早くしたりもできる。
したがって、他の実施形態と同様に、電動機システム１０５を冷却するための冷却システムの低コスト化や低消費電力化を実現できる。また、電動機システム１０５全体としての動作温度範囲を広くすることができ、例えば動力源として搭載した車両の動力特性の向上に好適に寄与する。さらに、電動機システム１０５において高温になりやすい方の電動機について、従来よりも熱設計に対して制約が緩和され、例えば電動機をより小型に設計することができる。
さらに、電動機システム１０５では、各熱伝導部材３５は、コイルエンド１３ａ、２３ａの径方向の外側面に接触しているので、電動機システム１０５の軸方向の寸法の増加を抑制できる。
さらに、電動機システム１０５では、各熱伝導部材３５の延在部３５１、３５２がそれぞれ、コイルエンド１３ａ、２３ａのそれぞれの周方向に沿って延在しているので、熱伝導部材３５とコイルエンド１３ａ、２３ａとの接触面積を大きくできる。その結果、第１電動機１０と第２電動機２０との間で効果的に熱を移動させることができる。
（実施形態６）
図６は、実施形態６に係る電動機システムの概略構成図である。図６（ａ）は電動機システム１０６をその軸方向から見た図である。図６（ｂ）は電動機システム１０６の軸方向に沿った断面図である。
電動機システム１０６は、第１電動機１０と、第２電動機２０と、２つの熱伝導部材３６と、を備えている。本実施形態においても、第１電動機１０と第２電動機２０とは互いに離間し、第１ロータ１１の回転軸と第２ロータ２１の回転軸とが互いに略平行になるように並列に配置されている。
２つの熱伝導部材３６は管状の部材である。各熱伝導部材３６は、延在部３６１、３６２と、接続部３６３とを有している。延在部３６１は、第１コイル１３の一方のコイルエンド１３ａの軸方向端面において周方向に沿って延在しており、本実施形態では環状を成している。延在部３６２は、第２コイル２３の一方のコイルエンド２３ａの軸方向端面において周方向に沿って延在しており、本実施形態では環状を成している。接続部３６３は、延在部３６１と延在部３６２とを接続する部分である。接続部３６３の形状は特に限定されないが、本実施形態では、延在部３６１と延在部３６２とを略最短距離で接続する直線状の形状である。
一方の熱伝導部材３６は、図６（ｂ）の図面左側において、延在部３６１がコイルエンド１３ａに接触し、延在部３６２がコイルエンド２３ａに接触することによって、第１コイル１３と第２コイル２３との間に架け渡されている。他方の熱伝導部材３６は、図５（ｂ）の図面右側において、延在部３６１がコイルエンド１３ａに接触し、延在部３６２がコイルエンド２３ａに接触することによって、第１コイル１３と第２コイル２３との間に架け渡されている。
本実施形態では、実施形態５と同様に、各熱伝導部材３６はヒートパイプで構成されている。ヒートパイプの管状体が電気伝導性を有する場合は、接触するコイルとの間に絶縁紙を挟んだり、表面に絶縁性樹脂被膜を形成したりすることが好ましい。
電動機システム１０６においても、第１電動機１０及び第２電動機２０の動作によって発生した熱は、各熱伝導部材３６、並びに、第１コイル１３の各コイルエンド１３ａ及び第２コイル２３の各コイルエンド２３ａを介して、第１電動機１０及び第２電動機２０のうち高温側から低温側に、低い熱抵抗で移動する。その結果、第１電動機１０と第２電動機２０との間の温度差を小さくできる。また、高温側の電動機の温度上昇速度を緩やかにしたり、温度降下を早くしたりもできる。
したがって、他の実施形態と同様に、電動機システム１０６を冷却するための冷却システムの低コスト化や低消費電力化を実現できる。また、電動機システム１０６全体としての動作温度範囲を広くすることができ、例えば動力源として搭載した車両の動力特性の向上に好適に寄与する。さらに、電動機システム１０６において高温になりやすい方の電動機について、従来よりも熱設計に対して制約が緩和され、例えば電動機をより小型に設計することができる。
さらに、電動機システム１０６では、各熱伝導部材３６の延在部３６１、３６２がそれぞれ、コイルエンド１３ａ、２３ａのそれぞれの周方向に沿って延在しているので、熱伝導部材３６とコイルエンド１３ａ、２３ａとの接触面積を大きくできる。その結果、第１電動機１０と第２電動機２０との間で効果的に熱を移動させることができる。
（実施形態７）
図７は、実施形態７に係る電動機システムの概略構成図であり、電動機システム１０７をその軸方向から見た図である。電動機システム１０７は、第１電動機１０と、第２電動機２０と、２つの熱伝導部材３７と、を備えている。本実施形態においても、第１電動機１０と第２電動機２０とは互いに離間し、第１ロータ１１の回転軸と第２ロータ２１の回転軸とが互いに略平行になるように並列に配置されている。
図７では、２つの熱伝導部材３７のうち一方を図示している。他方の熱伝導部材３７は、第１電動機１０及び第２電動機２０裏側に配置されており、図示された熱伝導部材３７と同じ構成のものである。具体的には、２つの熱伝導部材３７は管状の部材である。各熱伝導部材３７は、延在部３７１、３７２と、接続部３７３、３７４とを有している。延在部３７１は、第１コイル１３の一方のコイルエンド１３ａの軸方向端面において周方向に沿って延在しており、本実施形態では環状を成している。延在部３７２は、第２コイル２３の一方のコイルエンド２３ａの軸方向端面において周方向に沿って延在しており、本実施形態では環状を成している。接続部３７３、３７４は、延在部３６１と延在部３６２とを接続する部分である。接続部３７３、３７４の形状は特に限定されないが、本実施形態では、接続部３７３は、図面左方向における延在部３７１の端部と延在部３７２の端部とを接続する直線状の形状である。接続部３７４は、図面左方向における延在部３７１の端部と延在部３７２の端部とを接続する直線状の形状である。
各熱伝導部材３７は、実施形態６と同様に、延在部３７１が各コイルエンド１３ａに接触し、延在部３７２が各コイルエンド２３ａに接触することによって、第１コイル１３と第２コイル２３との間に架け渡されている。
本実施形態では、実施形態６と同様に、各熱伝導部材３７はヒートパイプで構成されている。ヒートパイプの管状体が電気伝導性を有する場合は、接触するコイルとの間に絶縁紙を挟んだり、表面に絶縁性樹脂被膜を形成したりすることが好ましい。
電動機システム１０７においても、第１電動機１０及び第２電動機２０の動作によって発生した熱は、各熱伝導部材３７、並びに、第１コイル１３の各コイルエンド１３ａ及び第２コイル２３の各コイルエンド２３ａを介して、第１電動機１０及び第２電動機２０のうち高温側から低温側に、低い熱抵抗で移動する。その結果、第１電動機１０と第２電動機２０との間の温度差を小さくできる。また、高温側の電動機の温度上昇速度を緩やかにしたり、温度降下を早くしたりもできる。
したがって、他の実施形態と同様に、電動機システム１０７を冷却するための冷却システムの低コスト化や低消費電力化を実現できる。また、電動機システム１０７全体としての動作温度範囲を広くすることができ、例えば動力源として搭載した車両の動力特性の向上に好適に寄与する。さらに、電動機システム１０７において高温になりやすい方の電動機について、従来よりも熱設計に対して制約が緩和され、例えば電動機をより小型に設計することができる。
さらに、電動機システム１０７では、実施形態６と同様に、熱伝導部材３７とコイルエンド１３ａ、２３ａとの接触面積を大きくでき、コイルエンド１３ａ、２３ａの周方向における温度差も小さくできる。さらには、電動機システム１０７では、延在部３７１、３７２が、２つの接続部３７３、３７４で接続されているので、第１電動機１０と第２電動機２０との間で、より効果的に熱を移動させることができる。
（実施形態８）
図８は、実施形態８に係る電動機システムの概略構成図である。図８（ａ）は電動機システム１０８の軸方向に沿った断面図である。図８（ｂ）は熱伝導部材３８の斜視図である。
電動機システム１０８は、第１電動機１０と、第２電動機２０と、熱伝導部材３８と、を備えている。本実施形態においては、第１電動機１０と第２電動機２０とは互いに離間し、第１ロータ１１の回転軸と第２ロータ２１の回転軸とが略一致するように直列に配置されている。
熱伝導部材３８は円筒状の部材であり、第１電動機１０及び第２電動機２０の間に、軸方向に延在するように配置されている。熱伝導部材３８は、第１電動機１０及び第２電動機２０の間でコイルエンド１３ａとコイルエンド２３ａとのそれぞれに接触することによって第１コイル１３と第２コイル２３との間に架け渡されている。熱伝導部材３８は、コイルエンド１３ａ、２３ａの軸方向の端面に接触している。
熱伝導部材３８は、実施形態５と同様に、ヒートパイプで構成されている。ヒートパイプの管状体が電気伝導性を有する場合は、接触するコイルとの間に絶縁紙を挟んだり、表面に絶縁性樹脂被膜を形成したりすることが好ましい。
電動機システム１０８においても、第１電動機１０及び第２電動機２０の動作によって発生した熱は、熱伝導部材３８、並びに、第１コイル１３のコイルエンド１３ａ及び第２コイル２３のコイルエンド２３ａを介して、第１電動機１０及び第２電動機２０のうち高温側から低温側に、低い熱抵抗で移動する。その結果、第１電動機１０と第２電動機２０との間の温度差を小さくできる。また、高温側の電動機の温度上昇速度を緩やかにしたり、温度降下を早くしたりもできる。
したがって、他の実施形態と同様に、電動機システム１０８を冷却するための冷却システムの低コスト化や低消費電力化を実現できる。また、電動機システム１０８全体としての動作温度範囲を広くすることができ、例えば動力源として搭載した車両の動力特性の向上に好適に寄与する。さらに、電動機システム１０８において高温になりやすい方の電動機について、従来よりも熱設計に対して制約が緩和され、例えば電動機をより小型に設計することができる。
さらに、電動機システム１０８では、熱伝導部材３８は、コイルエンド１３ａ、２３ａの軸方向の端面に接触しているので、熱伝導部材３８の軸方向の寸法の増加を抑制できる。
（実施形態９）
図９は、実施形態９に係る電動機システムの概略構成図である。電動機システム１０９は、第１電動機１０と、第２電動機２０と、２つの熱伝導部材３５と、ケース４０とを備えている。本実施形態においても、第１電動機１０と第２電動機２０とは互いに離間し、第１ロータ１１の回転軸と第２ロータ２１の回転軸とが互いに略平行になるように並列に配置されている。
２つの熱伝導部材３５は、実施形態５と同一のものであり、延在部３５１、３５２と、接続部３５３とを有している。なお、図９では、２つの熱伝導部材３５のうち一方を図示している。他方の熱伝導部材３５は、第１電動機１０及び第２電動機２０裏側に配置されており、図示された熱伝導部材３５と同じ構成のものである。
ケース４０は、第１電動機１０と、第２電動機２０と、２つの熱伝導部材３５とを収容している。ケース４０において鉛直下方に位置する底部は、冷却媒体としての冷却油Ｏを保持する保持部として機能する。この冷却油Ｏは、例えばケース４０内を流れて第１電動機１０や第２電動機２０を潤滑する潤滑油であり、ある程度の量の冷却油Ｏがケース４０の底部に貯留する。
電動機システム１０９は、熱伝導部材３５において鉛直下方側に位置する延在部３５２の少なくとも一部が冷却油Ｏに浸漬するように構成されている。このように電動機システム１０９を構成するためには、貯留する冷却油Ｏの液面よりも鉛直下方まで延在部３５２が延びるように、冷却油Ｏの貯留量と延在部３５２の形状との関係を設定すればよい。
電動機システム１０９においても、第１電動機１０及び第２電動機２０の動作によって発生した熱は、各熱伝導部材３５、並びに、第１コイル１３の各コイルエンド１３ａ及び第２コイル２３の各コイルエンド２３ａを介して、第１電動機１０及び第２電動機２０のうち高温側から低温側に、低い熱抵抗で移動する。その結果、第１電動機１０と第２電動機２０との間の温度差を小さくできる。また、高温側の電動機の温度上昇速度を緩やかにしたり、温度降下を早くしたりもできる。
したがって、他の実施形態と同様に、電動機システム１０９を冷却するための冷却システムの低コスト化や低消費電力化を実現できる。また、電動機システム１０９全体としての動作温度範囲を広くすることができ、例えば動力源として搭載した車両の動力特性の向上に好適に寄与する。さらに、電動機システム１０９において高温になりやすい方の電動機について、従来よりも熱設計に対して制約が緩和され、例えば電動機をより小型に設計することができる。
さらに、電動機システム１０９では、第１電動機１０及び第２電動機２０の動作によって発生した熱を、延在部３５２を介して冷却油Ｏに放熱することができるので、第１電動機１０及び第２電動機２０の温度を全体的に低下させることができる。その結果、冷却システムのさらなる低コスト化や低消費電力化や、電動機システム１０９全体としての動作温度範囲の更なる拡大、高温になりやすい方の電動機の熱設計における制約の大幅な緩和、電動機のより一層の小型化等を実現することができる。
（実施形態１０）
図１０は、実施形態１０に係る電動機システムの概略構成図である。電動機システム１１０は、第１電動機１０と、第２電動機２０と、２つの熱伝導部材３１０と、ケース５０とを備えている。本実施形態においても、第１電動機１０と第２電動機２０とは互いに離間し、第１ロータ１１の回転軸と第２ロータ２１の回転軸とが互いに略平行になるように並列に配置されている。
２つの熱伝導部材３１０は管状の部材である。図１０では、２つの熱伝導部材３１０のうち一方を図示している。他方の熱伝導部材３１０は、第１電動機１０及び第２電動機２０裏側に配置されており、図示された熱伝導部材３１０と同じ構成を有する。各熱伝導部材３１０は、延在部３１１、３１２と、接続部３１３とを有している。延在部３１１は、第１コイル１３の一方のコイルエンド１３ａの径方向側面において周方向に沿って延在しており、本実施形態では環状を成している。延在部３１２は、第２コイル２３の一方のコイルエンド２３ａの径方向側面において周方向に沿って延在して半円弧形状を成している部分を有している。延在部３１２はさらに、半円弧状の部分の端部のそれぞれから直線状に延伸している部分を有する。接続部３１３は、延在部３１１と延在部３１２とを接続する部分であり、その形状は特に限定されないが、本実施形態では、延在部３１１と延在部３１２とを略最短距離で接続する直線状の形状である。
本実施形態では、各熱伝導部材３１０はヒートパイプで構成されている。ヒートパイプの管状体が電気伝導性を有する場合は、接触するコイルとの間に絶縁紙を挟んだり、表面に絶縁性樹脂被膜を形成したりすることが好ましい。
ケース５０は、第１電動機１０と、第２電動機２０と、２つの熱伝導部材３１０とを収容している。ケース５０において鉛直下方に位置する底部は、冷却媒体としての冷却油Ｏを保持する保持部として機能する。この冷却油Ｏは、たとえばケース５０内を流れて第１電動機１０や第２電動機２０を潤滑する潤滑油であり、ある程度の量の冷却油Ｏがケース５０の底部に貯留する。
電動機システム１１０は、熱伝導部材３１０において鉛直下方側に位置する延在部３１２の少なくとも一部が冷却油Ｏに浸漬するように構成されている。このように電動機システム１１０を構成するためには、貯留する冷却油Ｏの液面よりも鉛直下方まで延在部３１２が延びるように、冷却油Ｏの貯留量と延在部３１２の形状との関係を設定すればよい。
電動機システム１１０においても、第１電動機１０及び第２電動機２０の動作によって発生した熱は、各熱伝導部材３１０、並びに、第１コイル１３の各コイルエンド１３ａ及び第２コイル２３の各コイルエンド２３ａを介して、第１電動機１０及び第２電動機２０のうち高温側から低温側に、低い熱抵抗で移動する。その結果、第１電動機１０と第２電動機２０との間の温度差を小さくできる。また、高温側の電動機の温度上昇速度を緩やかにしたり、温度降下を早くしたりもできる。
したがって、他の実施形態と同様に、電動機システム１１０を冷却するための冷却システムの低コスト化や低消費電力化を実現できる。また、電動機システム１１０全体としての動作温度範囲を広くすることができ、例えば動力源として搭載した車両の動力特性の向上に好適に寄与する。さらに、電動機システム１１０において高温になりやすい方の電動機について、従来よりも熱設計に対して制約が緩和され、例えば電動機をより小型に設計することができる。
さらに、電動機システム１１０では、第１電動機１０及び第２電動機２０の動作によって発生した熱を、延在部３１２を介して冷却油Ｏに放熱することができるので、第１電動機１０及び第２電動機２０の温度を全体的に低下させることができる。その結果、冷却システムのさらなる低コスト化や低消費電力化や、電動機システム１１０全体としての動作温度範囲の更なる拡大、高温になりやすい方の電動機の熱設計における制約の大幅な緩和、電動機のより一層の小型化等を実現することができる。また、延在部３１２の長さを調整することができるので、貯留された冷却油Ｏへの浸漬を実現しつつ、例えばケース５０内での第１電動機１０及び第２電動機２０の配置の自由度を高くできる。
なお、上記各実施形態では、熱伝導部材は、第１コイル１３において突出しているコイルエンド１３ａと第２コイル２３において突出しているコイルエンド２３ａとに接触しているので、熱伝導部材を簡易な構成として第１コイル１３と第２コイル２３との間に架け渡すことができる。ただし、本発明はこれに限らず、熱伝導部材がコイルエンド以外の部分で第１コイル１３と第２コイル２３とに接触していてもよい。
また、上記実施形態５〜７等では、各熱伝導部材の２つの延在部は、いずれも円環状であるが、コイルエンド１３ａ、２３ａのそれぞれの周方向に沿って延在しているものであれば、延在部は円環状に限られない。例えば、延在部は円環の一部が開いた形状である円弧状であってもよい。また、例えば、熱伝導部材の２つの延在部の一方が円環状であり、他方が円弧状でもよいし、両方が円弧状であってもよい。
また、上記実施形態５〜７では、熱伝導部材は、第１コイル１３及び第２コイル２３のそれぞれに対して延在部を有しているが、第１コイル１３及び第２コイル１４の一方に対して延在部を有するものでもよい。また、熱伝導部材が接続部を有さず、２つの延在部が直接接続されていてもよい。
また、上記実施形態により本発明が限定されるものではない。上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。例えば、実施形態１と実施形態２、又は実施形態３と実施形態４とを組み合わせて、熱伝導部材が一方のコイルエンド１３ａの径方向の外側面に接触し、他方のコイルエンド２３ａの軸方向の端面に接触していてもよい。また、実施形態５の構成において、接続部３５３に換えて、実施形態７の接続部３７３、３７４のような２つの接続部を設け、より効果的に熱を移動させるようにしてもよい。また、実施形態１の構成において、２つの熱伝導部材３１の一方または両方を、実施形態２、５〜７、１０に示すような熱伝導部材に置き換えてもよい。
また、上記実施形態に係る電動機システムは、２つの電動機を備えるものであるが、本発明は３以上の電動機を備える電動機システムに適用可能である。また、本発明に係る電動機システムは、ハイブリッド車両や電気車両等の車両に搭載可能であるが、その用途は車両に限定されず、複数の電動機を用いる様々な機器に用いることができる。
また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。
１０ 第１電動機
１１ 第１ロータ
１２ 第１ステータ
１３ 第１コイル
１３ａ、２３ａ コイルエンド
２０ 第２電動機
２１ 第２ロータ
２２ 第２ステータ
２３ 第２コイル
３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３１０ 熱伝導部材
４０、５０ ケース
１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、１０８、１０９、１１０ 電動機システム
３１１、３１２、３５１、３５２、３６１、３６２、３７１、３７２ 延在部
３１３、３５３、３６３、３７３、３７４ 接続部
Ｏ 冷却油
一方の熱伝導部材３６は、図６（ｂ）の図面左側において、延在部３６１がコイルエンド１３ａに接触し、延在部３６２がコイルエンド２３ａに接触することによって、第１コイル１３と第２コイル２３との間に架け渡されている。他方の熱伝導部材３６は、図６（ｂ）の図面右側において、延在部３６１がコイルエンド１３ａに接触し、延在部３６２がコイルエンド２３ａに接触することによって、第１コイル１３と第２コイル２３との間に架け渡されている。
図７では、２つの熱伝導部材３７のうち一方を図示している。他方の熱伝導部材３７は、第１電動機１０及び第２電動機２０裏側に配置されており、図示された熱伝導部材３７と同じ構成のものである。具体的には、２つの熱伝導部材３７は管状の部材である。各熱伝導部材３７は、延在部３７１、３７２と、接続部３７３、３７４とを有している。延在部３７１は、第１コイル１３の一方のコイルエンド１３ａの軸方向端面において周方向に沿って延在しており、本実施形態では環状を成している。延在部３７２は、第２コイル２３の一方のコイルエンド２３ａの軸方向端面において周方向に沿って延在しており、本実施形態では環状を成している。接続部３７３、３７４は、延在部３６１と延在部３６２とを接続する部分である。接続部３７３、３７４の形状は特に限定されないが、本実施形態では、接続部３７３は、図面左方向における延在部３７１の端部と延在部３７２の端部とを接続する直線状の形状である。接続部３７４は、図面右方向における延在部３７１の端部と延在部３７２の端部とを接続する直線状の形状である。

Claims (9)

  1. 第１ロータと、第１ステータと、前記第１ステータに設けられた第１コイルとを有する第１電動機と、
    第２ロータと、第２ステータと、前記第２ステータに設けられた第２コイルとを有し、前記第１電動機と離間して配置された第２電動機と、
    前記第１電動機の前記第１コイルと前記第２電動機の第２コイルとの間に架け渡された熱伝導部材と、
    を備えることを特徴とする電動機システム。
  2. 前記熱伝導部材は、前記第１コイルのコイルエンドと前記第２コイルのコイルエンドとに接触している
    ことを特徴とする請求項１に記載の電動機システム。
  3. 前記第１電動機と前記第２電動機とは並列に配置されており、
    前記熱伝導部材は、前記第１コイル及び前記第２コイルの少なくとも一方の前記コイルエンドの径方向の側面に接触している
    ことを特徴とする請求項２に記載の電動機システム。
  4. 前記第１電動機と前記第２電動機とは並列に配置されており、
    前記熱伝導部材は、前記第１コイル及び前記第２コイルの少なくとも一方の前記コイルエンドの軸方向の端面に接触している
    ことを特徴とする請求項２又は３に記載の電動機システム。
  5. 前記第１電動機と前記第２電動機とは直列に配置されており、
    前記熱伝導部材は、前記第１コイル及び前記第２コイルの少なくとも一方の前記コイルエンドの径方向の側面に接触している
    ことを特徴とする請求項２に記載の電動機システム。
  6. 前記第１電動機と前記第２電動機とは直列に配置されており、
    前記熱伝導部材は、前記第１コイル及び前記第２コイルの少なくとも一方の前記コイルエンドの軸方向の端面に接触している
    ことを特徴とする請求項２又は５に記載の電動機システム。
  7. 前記熱伝導部材は、前記第１コイル及び前記第２コイルの少なくとも一方の前記コイルエンドの周方向に沿って少なくとも一部が延在する延在部を有する
    ことを特徴とする請求項２〜６のいずれか一つに記載の電動機システム。
  8. 前記熱伝導部材は、前記第１コイル及び前記第２コイルのそれぞれに対して、前記延在部を有しており、
    ２つの前記延在部を接続する接続部を有する
    ことを特徴とする請求項７に記載の電動機システム。
  9. 冷却媒体を保持する保持部を備え、
    前記延在部の少なくとも一部が前記冷却媒体に浸漬するように構成されている
    ことを特徴とする請求項７又は８に記載の電動機システム。
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