(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流モータが内燃機関とトランスミッションとの間でクランク軸に連結される構造のハイブリッド車両駆動装置において、
前記交流モータは、
内燃機関ハウジングとトランスミッションハウジングとの間に連結されるモータハウジングと、
複数のステータ片をリング状に配列して構成されるステータと、
前記ステータが圧入固定される開口部、および前記ステータを前記モータハウジングに対して固定する固定部が併設されたステータ保持リングとを具備し、
前記ステータおよびステータ保持リングの各熱膨脹係数が実質的に一致することを特徴とするハイブリッド車両駆動装置。
【請求項２】
前記各ステータ片は、リング状に配列されたときに外周端面となる面に、相互に係合する一対の凹形状および凸形状係合手段の一方を具備し、前記ステータ保持リングは、前記開口部端面の少なくとも１か所に、前記凹形状および凸形状係合手段の他方を具備し、
前記リング状に配列されたステータ片は、そのいずれかの外周端面に形成された前記係合手段の一方が、前記ステータ保持リングに形成された係合手段の他方と係合するように、前記ステータ保持リングに対して位置決めされることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の駆動力および交流モータの駆動力の双方または一方を選択的に利用して車両を駆動するハイブリッド車両駆動装置に係り、特に、交流モータが内燃機関とトランスミッションとの間でクランク軸に連結される構造のハイブリッド車両駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ハイブリッド車両の駆動形式として、内燃機関の駆動力および交流モータの駆動力の双方または一方を選択的に利用して車両を駆動する方式が、例えば特開平９−１５６３８８号公報に開示されている。ハイブリッド車両用の交流モータに用いられるステータ（固定子）としては、リング状のステータコアの内周端部から中心方向へステータ歯を円周に沿って突出させたリング状のケイ素鋼板を多数枚積層してステータコアとし、ステータ歯の積層部にステータコイル（固定子巻線）を巻回した構造のものが一般的である。
【０００３】
ここで、ステータ歯に巻回するステータコイルの線積率を向上させるためには、各ステータ歯にステータコイルを密に巻回することが望ましく、そのためには、ステータコイルを各ステータ歯に単独で巻回することが望ましい。しかしながら、上記した従来のステータ形状では、ステータ歯が固定的に隣接配置されているため、各ステータ歯の間隙を通して各ステータ歯にステータ巻線を密に巻回することができず、高い線積率が得られないという問題があった。
【０００４】
このような問題点を解決するために、所定角度（例えば、１スロット相当）分のステータ片をリング状に配列することでステータコアを構成するものとし、ステータコイルは各ステータ片ごとに予め巻回しておく構成が考えられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
一般的に、アルミ製のモータハウジングに対して鉄製のステータを固定する場合、アルミの熱膨脹係数が鉄の熱膨脹係数よりも大きいことを利用した“焼き嵌め”による固定方法が採用される。すなわち、アルミ製モータハウジング側の所定位置に、内径寸法がステータの外周寸法よりも若干小さ目の開口を予め形成し、モータハウジングを加熱して開口部の内径寸法を拡大させた後にステータを圧入して嵌合させる。
【０００６】
しかしながら、上記したハイブリッド車両駆動装置のように、交流モータを内燃機関とトランスミッションとの間に配置してクランク軸に連結する構造では、車両運転中に内燃機関が発生する熱によりアルミ製ハウジングが“焼き嵌め”時と同様に加熱されて両者の嵌合状態が緩んでしまうため、上記した“焼き嵌め”を採用することができないという問題があった。
【０００７】
本発明の目的は、上記した従来技術の問題点を解決し、高温環境下で使用されるモータのステータをハウジングに対して簡単かつ確実に固定できるようにしたハイブリッド車両駆動装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明は、交流モータが内燃機関とトランスミッションとの間でクランク軸に連結される構造のハイブリッド車両駆動装置において、前記交流モータが、内燃機関ハウジングとトランスミッションハウジングとの間に連結されるモータハウジングと、複数のステータ片をリング状に配列して構成されるステータと、前記ステータの外周形状に対応した開口部を有し、前記ステータが前記開口部に圧入固定されるステータ保持リングと、前記ステータ保持リングを前記モータハウジングに対して固定する固定手段とを具備し、前記ステータおよびステータ保持リングの各熱膨脹係数が実質的に一致することを特徴とする。
【０００９】
上記した特徴によれば、ステータおよびステータ保持リングは熱膨脹係数が実質的に一致するので、車両運転中に内燃機関が発生する熱によりモータが加熱されても、ステータとステータ保持リングとの結合部に緩みが生じることがない。そして、ステータ保持リングとモータハウジングとは、熱膨脹圧縮を利用しない適宜の固定手段により固定されるので、高温環境下で使用されるモータのステータをハウジングに対して簡単かつ確実に固定できるようになる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。図１は、本発明のハイブリッド車両駆動装置を適用したハイブリッド車両Ｖの概略を示した図である。
【００１１】
本実施形態のハイブリッド車両Ｖは、例えば、ガソリンを燃焼させることによって駆動力を発生させる内燃エンジンＥと、前記内燃エンジンＥの出力をアシストするモータＭと、フライホイールを含むクラッチ機構Ｃと、前記内燃エンジンＥおよび／またはモータＭが発生する駆動力を駆動軸１に伝達するトランスミッションＴとを備える。
【００１２】
前記モータＭは３相交流式の同期モータであり、加速時等においてはエンジンの出力をアシストし、車両の減速中は回生制動機能を発揮してバッテリ３を充電する。モータ駆動回路２は、バッテリ３の出力電圧（直流）を交流電圧に変換して前記交流モータＭの各相へ供給する。エンジンＥは、図示しないエンジン制御手段により制御される。
【００１３】
図２は、前記ハイブリッド車両駆動装置の斜視図であり、前記と同一の符号は同一または同等部分を表している。３気筒からなる内燃エンジンＥは、オイルパン２５、シリンダブロック２４およびシリンダヘッド２６から構成され、シリンダヘッド２６の上部にはヘッドカバー２７が装着されている。
【００１４】
図３は、前記モータＭを単体でエンジン側から見込んだ斜視図、図４は、前記モータＭの組み立て図、図５は、前記モータＭの主要部の断面図であり、前記と同一の符号は同一または同等部分を表している。
【００１５】
前記モータＭは、ステータアッセンブリ５０、前記ステータアッセンブリ５０を収容してエンジンＥに連結されるモータハウジング６０、エンジンのクランク軸に直結されたロータ７０、ミッション側ステータカバー８０、前記ロータ７０のステータアッセンブリ５０に対する回転位置を検出する回転センサ１０、ターミナルホルダ３０、ターミナルカバー９０およびグロメットカバー４０等により構成される。
【００１６】
前記モータハウジング６０の底部内側には、モータＭ内に侵入した水を外部に排出するためのドレイン孔６１が開設され、当該ドレイン孔６１が貫通するモータハウジング６０の底部外側には、外部からの浸水を防止しながら前記排出を可能にするためのドレインチャンバ６２が形成されている。
【００１７】
図１５は、前記ドレインチャンバ６２の断面図であり、図１６は、前記ドレインチャンバ６２をモータハウジング６０の下方から見込んだ平面図である。なお、図１６では、説明を判りやすくするために、後述するドレインカバー６３を取り外した状態を示し、そのドレイン口６３１のみを破線で示している。また、図１６の左側には、ドレインカバー６３の側面図を記載している。
【００１８】
ドレインカバー６３は、板状体の一部を切り起こして形成した横向きのドレイン口６３１を具備し、当該ドレインカバー６３は、ドレインチャンバ６２の内側側面に形成された縁部６３２に沿って収容され、ボルト６２２によりドレインチャンバ６２内部を密閉するように固定される。
【００１９】
前記ドレインチャンバ６２の天井面には、前記ドレイン孔６１と連通する２つのドレイン孔６５１が開設されると共に、前記ドレインカバー６３に形成されたドレイン口６３１の投影領域を囲むように、前記縁部６３２と同じ高さで“Ｕ”字型の浸水防止壁６５６が形成されている。このＵ字型浸水防止壁６５６は、前記ドレイン口６３１からドレインチャンバ６２内への浸水を阻止する。さらに、当該Ｕ字型浸水防止壁６５６と前記ドレイン孔６５１との間には、所定の角度で斜めに対向する一対の浸水防止壁６５７が、前記縁部６３２および浸水防止壁６５６と同じ高さで更に設けられている。
【００２０】
このような構成のドレインチャンバ６２によれば、モータＭ内に侵入した水は前記ドレイン孔６１、６５１を経由してドレインチャンバ６２内に排水され、さらに、ドレインカバー６３のドレイン口６３１から外部へ排出される。これに対して、ドレイン口６３１からドレインチャンバ６２内への浸水は、第１に、Ｕ字型浸水防止壁６５６により阻止され、第２に、一対の浸水防止壁６５７により阻止される。したがって、外部からモータＭ内への浸水は阻止しながらモータＭからの排水は可能になる。
【００２１】
前記ロータ７０は、図６に示したように、ロータ本体７１と、前記ロータ本体７１の外周部に交互に配置された複数のＮ極およびＳ極磁石７２（７２Ｎ、７２Ｓ）と、前記磁石７２を覆うように被せられた樹脂製のロータカバー７３とによって構成され、前記ロータ本体７１の両側面には冷却フィン７１ａが複数設けられている。
【００２２】
図７は、前記ステータアッセンブリ５０の組み立て図であり、図８は、前記ステータアッセンブリ５０の主要構成であるステータ部５０１の組み立て方法および構造を示した斜視図である。
【００２３】
ステータ部５０１は、図８に示したように、複数（本実施形態では、１８個）のステータ片５１０をリング状に配列し、これをステータ保持リング５２０の開口部に圧入固定することにより構成される。
【００２４】
前記各ステータ片５１０は、略“Ｔ”型に打ち抜かれたケイ素鋼板を積層して構成されたステータコア歯５１２と、前記ステータコア歯５１２の歯部を挟むように対向配置されて相互に嵌合する一対のボビン状インシュレータ５１１、５１３と、前記ボビン状インシュレータ５１１、５１３を介して前記ステータコア歯５１２の歯部に巻回されたステータコイル５１４とにより構成される。前記ステータ保持リング５２０およびステータコア歯５１２は、運転中のエンジンＥが発生する熱により両者の嵌合状態が緩まないように、同一材質または熱膨脹係数が実質的に一致する材料同士で形成される。
【００２５】
前記ステータ片５１０をリング状に配列した際にステータコアとして機能するステータコア歯５１２外周部の両端面には、それぞれ回転軸に沿って半円状凸部５１２ａおよび半円状凹部５１２ｂが形成されている。隣接配置された各Ｔ型ステータコア歯５１２の前記各凸部５１２ａおよび凹部５１２ｂは相互に係合（図１０参照）し、これにより各ステータ片５１０の軸中心方向への位置ずれが防止される。
【００２６】
さらに、ステータ片５１０をリング状に配列してステータ保持リング５２０の開口部に圧入固定する際、両者の相対的な位置関係が適正でないと各ステータ片５１０の励磁タイミングにずれが生じてしまう。そこで、本実施形態では、前記ステータ保持リング５２０の開口部端面の少なくとも１か所に、図９に示したように、前記リング状に配列されたステータ片列（１８個のステータ片；すなわちステータ）とステータ保持リング５２０との相対的な位置関係を規制するための凸状係合部５２０ｃが、軸方向（紙面に対して垂直方向）に沿って長手状に形成されている。
【００２７】
また、前記ステータコア歯５１２がリング状に配列されたときに外周端面となる曲面には、図１０に示したように、前記凸状係合部５２０ｃと係合する凹状係合部５１２ｃが、軸方向に沿って長手状に形成されている。なお、図１０では説明を解りやすくするために、ステータ片５１０の前記ボビン型インシュレータ５１１、５１３およびステータコイル５１４等の図示を省略している。
【００２８】
予めリング状に配列されたステータ片列（ステータ）は、いずれかのステータ片５１０の外周端面に形成された前記凹状係合部５１２ｃが、前記ステータ保持リング５２０の開口部端面に形成された凸状係合部５２０ｃと係合するように、前記ステータ保持リング５２０に対して位置決めされて圧入される。
【００２９】
このように、本実施形態ではステータ側およびステータ保持リング５２０の双方に、相互に係合する係合手段５１２ｃ、５２０ｃを設けたので、両者を簡単かつ正確に位置決めできるようになる。
【００３０】
以上のようにして、ステータ保持リング５２０へのステータ片列の圧入が完了してステータ部５０１が完成すると、前記図７に示したように、後述する各ステータコイル５１４の他端５１４ｂ同士を接続するための中点接続用バスリング５３０（第２のリング状バス）、Ｕ相のステータ片に巻回されている全てのステータコイル５１４Ｕに励磁電流を供給するためのバスリング（第１のリング状バス）５３２Ｕ、Ｖ相のステータ片に巻回されている全てのステータコイル５１４Ｖに励磁電流を供給するためのバスリング５３２Ｖ、Ｗ相のステータ片に巻回されている全てのステータコイル５１４Ｗに励磁電流を供給するためのバスリング５３２Ｗを、図１３に示したように、前記ボビン型インシュレータ５１３の端面にセットする。
【００３１】
前記ボビン型インシュレータ５１３のエンジン側端面には、図５、１３に示したように、複数の仕切板５１３ａが立設されており、前記各バスリング５３２Ｕ、５３２Ｖ、５３２Ｗは、前記仕切板５１３ａにより仕切られた所定位置に積み上げるようにセットされる。各バスリング５３２Ｕ、５３２Ｖ、５３２Ｗには、図５、７に示したように、給電端子５３７（５３７Ｕ、５３７Ｖ、５３７Ｗ）がそれぞれ一か所づつ形成されている。各給電端子５３７は、前記各バスリング５３２Ｕ、５３２Ｖ、５３２Ｗへ駆動電流を供給するためのバスバー５３１（５３１Ｕ、５３１Ｖ、５３１Ｗ）を介してターミナルホルダ３０に導かれる。各給電端子５３７とバスバー５３１とは、後述するステータカバー５３５に対してボルト６０２により共締めされる。
【００３２】
前記ターミナルホルダ３０内では、給電ライン１２２の端子１２１と前記バスバー５３１の一端とがボルト１２３により共締めされている。ターミナルホルダ３０の開口部は前記ターミナルカバー９０により覆われている。
【００３３】
前記各バスリング５３２Ｕ、５３２Ｖ、５３２Ｗの内周端部には、図７に示したように、中心方向に複数の突起状端子５３３Ｕ、５３３Ｖ、５３３Ｗがそれぞれ形成され、前記中点接続用バスリング５３０の外周端部からは、放射方向に複数の突起状端子５３４が形成されている。前記各バスリング５３２、５３０の前記各突起状端子５３３、５３４の主要部の除く露出面には絶縁樹脂が均一に被着されている。前記絶縁樹脂材としては、絶縁膜としての機能のみならず、摩擦抵抗が小さいこと、および膜強度が強いことからフッ素系樹脂が好ましい。
【００３４】
前記バスリング５３２Ｕの各突起状端子５３３Ｕには、図１１に示したように、接続端子としてのターミナル５５０の一端がかしめられ、ターミナル５５０の他端には、Ｕ相のステータ片に巻回されたステータコイル５１４Ｕの一端５１４ａがかしめられている。したがって、２つおきに配置されているＵ相の各ステータ片に巻回された各ステータコイル５１４Ｕの一端５１４ａ同士は、バスリング５３２Ｕを介して共通接続されることになる。
【００３５】
同様に、Ｖ相の各ステータ片に巻回された各ステータコイル５１４Ｖの一端５１４ａ同士は、バスリング５３２Ｖ（およびターミナル５５０）を介して共通接続され、Ｗ相の各ステータ片に巻回された各ステータコイル５１４Ｗの一端５１４ａ同士は、バスリング５３２Ｗ（およびターミナル５５０）を介して共通接続されることになる。
【００３６】
一方、中点接続用バスリング５３０の各突起状端子５３４には、同じく図１１に示したように、ターミナル５５０の一端がかしめられ、ターミナル５５０の他端には、各相のステータ片に巻回されたステータコイルの他端５１４ｂがかしめられている。したがって、全てのステータ片に巻回された各ステータコイル５１４の他端５１４ｂ同士は、バスリング５３０（およびターミナル５５０）を介して共通接続されることになる。すなわち、バスリング５３０はスター結線の中性点に相当する。
【００３７】
このように、本実施形態では、ステータはステータ片５１０をリング状に配列して構成し、各ステータ片に巻回されるステータコイル５１４もそれぞれ独立させ、同相のステータ片に巻回されたステータコイル同士は第１バスリング５３２により接続される。したがって、各ステータ片５１０はステータコイル５１４を含めて単独で取り扱うことができ、その取り扱い性およびステータに組み上げる際の生産性が向上する。
【００３８】
さらに、本実施形態では各相への給電ラインとしてのバスリング５３２を外側に配置し、各相の中性点としての第２バスリングを内側に配置したので、給電ラインと中性点とが交差せず、配線の引き回しが容易になる。
【００３９】
以上のようにしてステータコイルの接続を完了すると、ステータカバー５３５でコイルを覆い、これをステータアッセンブリ５０に対してネジ止めする。さらに、前記ステータアッセンブリ５０は、図５に示したように、モータハウジング６０に対してボルト６０１によりネジ止めする。
【００４０】
上記したように、本実施形態では、圧入により嵌合されるステータおよびステータ保持リング５２０は熱膨脹係数が実質的に一致するので、車両運転中に内燃機関が発生する熱によりモータが加熱されても、ステータとステータ保持リングとの結合部に緩みが生じることがない。そして、ステータ保持リング５２０とモータハウジング６０とはネジ止め固定されるので、高温環境下で使用されるモータのステータをハウジング６０に対して簡単かつ確実に固定できる。
【００４１】
前記ステータカバー５３５には、図７に示したように、外周部から順に、円周方向に沿って配置された複数の第１長穴５４１と、前記第１長穴よりも内側で円周方向に沿って配置された複数の丸穴５４２と、前記丸穴よりも内側で円周方向にそって配置された複数の第２長穴５４３とが開設されている。
【００４２】
図１２は、前記ステータカバー５３５の各長穴５４１、５４３および丸穴５４２とステータ片５１０との相対的な位置関係を示した図であり、第１長穴５４１からは、前記タ−ミナル５５０と各バスリング５３２の突起状端子５３３およびステータコイル一端５１４ａとの接続部が露出し、第２長穴からは、前記タ−ミナル５５０とバスリング５３０の突起状端子５３４およびステータコイル他端５１４ｂとの接続部が露出している。
【００４３】
本実施形態では、図１３の断面図および図１４の一部破断平面図に示したように、各長穴５４１、５４３からステータ内にシール剤２０１を充填し、前記各接続部（かしめ部）をシールしている。このシール剤２０１としては、たとえば熱硬化性のシリコン系樹脂を用いることができ、充填後に電気炉等で加熱することによりシール剤２０１を硬化させる。
【００４４】
なお、本実施形態では、図１２に示したように、ステータカバー５３５の前記各長穴５４１、５４３の円周方向に沿った両端部の裏面側に突起２４１、２４２がそれぞれ立設されており、前記各長穴５４１、５４３から充填されたシール剤２０１の円周方向への流失は、前記各突起２４１、２４２により阻止される。また、放射および中心方向への流失は、図１３にも示したように、インシュレータ５１３のエンジン側端面に立設された複数の仕切板５１３ａ、および積層されたバスリング５３２の端面により阻止される。
【００４５】
このように、本実施形態ではシール剤２０１の流れ止めとして、ボビン状インシュレータ５１３に立設した仕切板５１３ａを利用したので、部品点数を増やすことなく充填剤の流失を効率良く防止することができる。
【００４６】
【発明の効果】
本発明によれば、以下のような効果が達成される。
(1) ステータおよびステータ保持リングは熱膨脹係数が実質的に一致するので、車両運転中に内燃機関が発生する熱によりモータが加熱されても、ステータとステータ保持リングとの結合部に緩みが生じることがない。そして、ステータ保持リングとモータハウジングとは、熱膨脹圧縮を利用しない適宜の固定手段により固定されるので、高温環境下で使用されるモータのステータをハウジングに対して簡単かつ確実に固定できるようになる。
(2) ステータ片およびステータ保持リングの双方に、相互に係合する係合手段を設けたので、両者を簡単かつ正確に位置決めできるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のハイブリッド車両駆動装置を適用したハイブリッド車両Ｖの概略を示した図である。
【図２】ハイブリッド車両駆動装置の斜視図である。
【図３】モータＭを単体でエンジン側から見込んだ斜視図である。
【図４】モータＭの組み立て図である。
【図５】モータＭの主要部の断面図である。
【図６】ロータの構造を示した斜視図である。
【図７】ステータアッセンブリの組み立て図である。
【図８】ステータ部の組み立て方法および構造を示した斜視図である。
【図９】ステータ保持リングの平面図である。
【図１０】ステータ保持リングに対するステータ片の位置決め方法を示した図である。
【図１１】ステータアッセンブリの平面図である。
【図１２】ステータコイルとバスリングとの接続方法を示した図である。
【図１３】ステータアッセンブリの主要部の断面図である。
【図１４】ステータアッセンブリの一部破断平面図である。
【図１５】ドレインチャンバの断面図である。
【図１６】ドレインチャンバ内部の平面図である。
【符号の説明】
５０…ステータアッセンブリ、６０…モータハウジング、７０…ロータ、８０…ステータカバー、２０１…シール剤、５１０…ステータ片、５１１、５１３…ボビン状インシュレータ、５１２…ステータコア歯、５１４…ステータコイル、５２０…ステータ保持リング、５３０…中点接続用バスリング、５３２…バスリング、５３３、５３４…突起状端子、５５０…ターミナル
【図１】
0003666727.tif 000002
【図２】
0003666727.tif 000003
【図３】
0003666727.tif 000004
【図４】
0003666727.tif 000005
【図５】
0003666727.tif 000006
【図６】
0003666727.tif 000007
【図７】
0003666727.tif 000008
【図８】
0003666727.tif 000009
【図９】
0003666727.tif 000010
【図１０】
0003666727.tif 000011
【図１１】
0003666727.tif 000012
【図１２】
0003666727.tif 000013
【図１３】
0003666727.tif 000014
【図１４】
0003666727.tif 000015
【図１５】
0003666727.tif 000016
【図１６】
0003666727.tif 000017